EP3670216A1 - Passenger trailer for an electric bus - Google Patents

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EP3670216A1
EP3670216A1 EP18215516.8A EP18215516A EP3670216A1 EP 3670216 A1 EP3670216 A1 EP 3670216A1 EP 18215516 A EP18215516 A EP 18215516A EP 3670216 A1 EP3670216 A1 EP 3670216A1
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EP
European Patent Office
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electric bus
passenger
trailer
bus
passenger trailer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18215516.8A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Alex Naef
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Carrosserie Hess AG
Original Assignee
Carrosserie Hess AG
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Filing date
Publication date
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    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the invention relates to a passenger trailer for an electric bus, a bus train with such a passenger trailer and a method for operating a transport system with at least one electric bus and at least one passenger trailer.
  • the term “electric bus” is understood to mean a bus for the transportation of people, which - at least partially - can be operated by means of electric motors, the electrical energy (driving energy) used for this being obtained from a battery carried on the bus and / or via a current collector from an overhead line becomes.
  • Known solutions are trolleybuses with or without an additional storage battery, pure electric buses or hybrid buses, which have at least one internal combustion engine (e.g. gas or diesel engine) that is used to charge the storage battery via a generator or to drive the drive axles in parallel.
  • the term “battery” is understood to mean an electrical energy store, that is to say in addition to assemblies on an electrochemical basis it also includes capacitors, reversible fuel cells, etc.
  • a charging infrastructure can be provided at stops or final stops, by means of which the electric buses can be charged briefly or during a final stop.
  • Another solution is the long-known (at least partially) equipping the traffic route with an overhead line, whereby in modern systems there may be gaps or longer sections without an overhead line, which can be bridged with the aid of a sufficient capacity with the aid of a storage battery carried along.
  • buses Especially in local public transport, buses generally run on predetermined traffic routes, which can include both public roads and dedicated travel routes, and which can be equipped differently from a technical point of view, e.g. B. with or without overhead line or with or without existing charging stations.
  • the conversion of operation with buses with internal combustion engines to electric buses often requires complex retrofitting of the infrastructure. If the course of the traffic route is to be changed temporarily (e.g. during construction work) or permanently, extensive retrofitting or the use of buses with internal combustion engines are necessary. Since in the medium and long term it should make sense in most cases to reduce the maintenance effort of a fleet entirely without buses with internal combustion engines, this option will no longer be available.
  • Passenger trailers for use with buses for the transportation of people have been known for a long time. They include a passenger compartment with at least 20 and up to 100 seats or more and are usually used today to simply increase the capacity, e.g. B. at peak times by combining a bus (bus or trolleybus) with a trailer to form a bus train.
  • this offers the advantage of increased flexibility because the passenger trailer can be uncoupled when the corresponding capacity is not required.
  • a higher total capacity is also possible when using a corresponding passenger trailer, which is similar to that of a double-articulated bus.
  • Articulated buses offer greater comfort because the passenger area is designed throughout. If the capacity is required permanently, the articulated bus is also more economical.
  • the use of a passenger trailer as well as that of an articulated bus is advantageous because of the lower personnel costs.
  • the disposition and the specific use of the trailer are relatively complex in a flexible system, because they have to be available at the right place at the right time. Their area of application is also limited because they rely on the bus as a towing vehicle, whereby the bus usually has to provide the total traction power required and the corresponding driving energy.
  • the object of the invention is to provide a passenger trailer belonging to the technical field mentioned at the outset, which enables more flexible use.
  • Driving operation means, on the one hand, trips to a depot (e.g. to maintenance or cleaning stations) or from a stop to a charging station at a distance, and on the other hand, it includes the normal operation for the transport of people between stops in the network.
  • the passenger trailer can therefore preferably transport people independently and without a vehicle driver. As explained in detail below, this does not have to be possible on the entire route network, but can be limited to certain sections, e.g. B. those that meet certain infrastructure requirements (e.g. are equipped with a control system) or do not exceed a certain level of complexity. It may also be the case that a new route to be traveled must first be taught in before autonomous driving is possible. However, the control is particularly preferably designed such that the passenger trailer independently and without a driver Most (or all) of the possible routes of a (local) transport network can travel. This ensures maximum flexibility.
  • the high-voltage connection enables electrical energy to be transmitted between the passenger trailer and the electric bus, the transmissible power preferably being at least 40 kW, particularly preferably at least 100 kW.
  • the voltage can be, for example, in a range between 400 and 1200 V.
  • This transmission can preferably take place in both directions, as required. However, as described below, there are also use cases or operating concepts that only require transmission in one direction.
  • the transmitted energy can also comprise energy which is used for other purposes, e.g. B. heating, ventilation or air conditioning, the provision of charging current for mobile end devices of the users or for the provision of a local radio network (WLAN) is required.
  • B. heating, ventilation or air conditioning the provision of charging current for mobile end devices of the users or for the provision of a local radio network (WLAN) is required.
  • WLAN local radio network
  • a converter can be arranged in the passenger trailer and / or in the towing vehicle, so that energy can be transmitted in the passenger trailer and in the towing vehicle even at different operating voltages.
  • control-related connection can be created by wire or fiber-bound and / or wireless channels between the control and the drive as well as the steered axis.
  • other components necessary for driving will be linked in terms of control, e.g. B. brakes, lighting and driving safety systems (ABS, ESC etc.).
  • the passenger trailer advantageously comprises two axles, both of which are designed as steered axles.
  • the front axle serves as the actual steering axle in the autonomous operation of the passenger trailer, while the rear axle automatically steers or countersteers depending on the driving situation.
  • the passenger trailer can have a trailer coupling at its rear end, so that the passenger trailer itself travels with another passenger trailer as a bus train can and / or that several passenger trailers can be attached to an electric bus as a towing vehicle.
  • a bus train according to the invention comprises an electric bus for the transportation of people and such a passenger trailer according to the invention.
  • the at least one steered axle of the passenger trailer can be used for steering. This improves the maneuverability of the bus train and contributes to a reduction in the wear on the tires and chassis components of the passenger trailer.
  • passenger trailers can also be connected to an electric bus one after the other.
  • the steered axles of the passenger trailers are used for steering in order to achieve the required cornering behavior.
  • the electric bus can advantageously be operated by a vehicle driver. This enables flexible use on all routes on which a bus can operate without the need for additional infrastructure.
  • the electric bus can also be designed to be automatically controllable so that it can operate without a driver.
  • An electric bus that only operates without a driver can also be used within the scope of the invention.
  • the passenger trailer In a method according to the invention for operating a transport system comprising at least one electric bus and at least one passenger trailer according to the invention, the passenger trailer occasionally runs automatically (i.e. without a driver) and is coupled to the at least one electric bus on assigned traffic routes.
  • At least two personal trailers according to the invention are preferably present. This enables increased flexibility and, in particular, uncoupling a passenger trailer with a (partially) empty battery and then coupling a waiting other passenger trailer with a full battery, so that the supply of electrical energy for the electric bus can be restored within a short time.
  • the line network (driverless and non-driverless sections) and the capacity to be provided (depending on the time and network section) can be optimally taken into account, in particular also in the case of temporary changes to the route and / or vehicle use. Dead times of the vehicles can be minimized.
  • the electric bus can be supported by the steering, but also by the drive of the passenger trailer, as mentioned above.
  • the electric bus does not have to be designed in such a way that it can provide the power for trailer operation on the entire route itself. This enables savings on the electric bus. It can also - for energy consumption - be optimized for mode a).
  • the controller is advantageously designed in such a way that the passenger trailer can be automatically controlled for a coupling maneuver and a coupling maneuver to or from the electric bus. This relieves the driver of the load and enables fully autonomous operation of the electric bus and passenger trailer, even if the electric bus can be operated autonomously without a driver. This also reduces the time required for the coupling and decoupling maneuvers. Because the passenger trailer can be controlled automatically, it can drive independently for coupling into the most suitable coupling position and can remove itself from the uncoupling position after uncoupling and e.g. B. to a charging station, to a parking space or drive to a different coupling position if it does not immediately switch to driving mode for passenger transport.
  • the people can remain in the trailer during the short disconnection or coupling process, which enables flexible line and timetable design. Due to its own battery, all required systems of the passenger trailer are permanently supplied with electrical energy.
  • control and the high-voltage connection are advantageously designed such that a high-voltage connection between the passenger trailer and the electric bus is created automatically during the coupling maneuver and that the high-voltage connection between the passenger trailer and the electrical bus is automatically disconnected during the decoupling maneuver.
  • the electric bus is always provided with a driver, the latter can alternatively or alternatively carry out the coupling or uncoupling manually.
  • the high-voltage connections can also be created or disconnected manually.
  • the passenger trailer preferably has a charging connection for charging the battery.
  • the passenger trailer can thus be loaded flexibly and independently of the towing vehicle.
  • the charging connection can be designed in a manner known per se as a plug, as a current collector or as a pair of contact surfaces. It can be advantageous if there are different charging connections so that the passenger trailer can interact with different charging stations or charging points.
  • loading is always carried out via the towing vehicle. This can be useful, for example, if the passenger trailer is used exclusively in combination with trolleybuses, with the charging current being drawn via the overhead line.
  • the passenger trailer advantageously comprises heating, ventilation, air conditioning and / or lighting devices which can be supplied with electrical energy from the battery at least in a state uncoupled from the electric bus.
  • heating, ventilation, air conditioning and / or lighting devices which can be supplied with electrical energy from the battery at least in a state uncoupled from the electric bus.
  • appropriate wiring between the battery of the passenger trailer and the appropriate facilities and a local control for the facilities and their power supply on the passenger trailer This enables the trailer to be fully autonomous.
  • the control of the passenger trailer or a control of the electric bus is preferably designed in such a way that an energy supply of the electric bus during driving operation in the coupled state takes place primarily from the battery of the passenger trailer.
  • the at least one passenger trailer can thus be used as an exchangeable energy store for the at least one electric bus, the control of the passenger trailer and a controller of the electric bus interacting in the coupled state in such a way that the electric bus is primarily powered by the battery of the passenger trailer.
  • the electric bus is usually supplied by the latter in normal driving with a coupled trailer. If the charge level of the battery of the passenger trailer falls below a certain lower limit, the electric bus can also supply itself in this operating mode in order to ensure that the passenger trailer has a required distance after uncoupling, e.g. B. can still autonomously travel to a charging station.
  • the priority supply from the battery of the passenger trailer enables the charging times for the electric bus to be minimized.
  • the flexibility of using the electric bus is thus maximized.
  • the at least one electric bus (in particular with driving energy from a local storage battery located on the electric bus) runs on an assigned main traffic route in the pendulum or ring mode
  • the at least one passenger trailer automatically connects a section of the main traffic route coupled to the electric bus and a secondary traffic route (driverless) back, whereby a combined first travel time for the section of the main traffic route and the secondary traffic route is lower than a second travel time for the entire main traffic route.
  • a first loading time per cycle is for the passenger trailer greater than a second charging time per cycle for the electric bus.
  • the charging times are advantageously chosen so that the charge level at the end of the cycle corresponds to the charge level at the beginning, so that the cycle can be run through as often as desired in the specified time.
  • the second charging time can also be zero if the storage battery of the electric bus can be fully charged via the supply from the passenger trailer as described below.
  • the at least one electric bus is designed as an overhead line bus, which runs on an assigned first traffic route with overhead line supply, and the at least one passenger trailer runs partially on the first traffic route and partially on a second traffic route without overhead line supply.
  • the first traffic route does not have to be 100% provided with an overhead power line, which can also have certain gaps in this area, which are bridged by a local power supply on board the electric bus, e.g. B. at intersections or in areas where an overhead line is aesthetically disadvantageous.
  • a local power supply on board the electric bus e.g. B. at intersections or in areas where an overhead line is aesthetically disadvantageous.
  • at least 75%, in particular at least 90%, of the first traffic route is provided with an overhead line, for example.
  • the electric bus is an overhead line bus
  • the power supply of the electric bus and, if applicable, also of the passenger trailer is provided by the overhead line on sections of the route with an active overhead line.
  • any storage battery of the overhead line bus and the battery of the passenger trailer can also be charged.
  • a storage battery of the electric bus in addition to the energy supply of the electric bus, can be charged in parallel with electrical energy from the battery of the passenger trailer. This enables the storage battery of the electric bus to be recharged while driving, so that the charging times of the bus can be minimized or saved entirely.
  • the charging of the storage battery of the electric bus can be limited to sections in which only a limited drive power is required (e.g. flat or sloping sections, sections with slow travel or sections in which the bus train is braked).
  • the Figure 1 is a schematic representation of a bus train 5 with an electric bus 1 and a passenger trailer 100 according to the invention.
  • the electric bus 1 has two axles 11, 12, both of which are driven by electric drives 13, 14.
  • the front axle 11 is steerable by means of a steering device 15, the rear axle 12 is not steerable.
  • the electric drives 13, 14 are supplied by a storage battery 20, which is arranged here, for example, on the roof of the electric bus 1.
  • the storage battery 20 can u. a. can be charged using a charging port 21. This is designed so that it can interact with charging stations, advantageously automatically.
  • the electric bus 1 has a controller 30, which u. a. the charging and discharging of the storage battery 20, the means for coupling a trailer described below and a heating, ventilation and air conditioning system (HVAC system) 40.
  • HVAC system heating, ventilation and air conditioning system
  • the electric bus 1 comprises a driver's cab 50 for a vehicle driver.
  • the latter leads the vehicle in a manner known per se, and controls and actuates the drive, the brakes and the steering with common operating elements (steering wheel, pedals, levers, etc.).
  • the electric bus 1 further comprises a trailer coupling 61 and a high-voltage connector 62. Both are formed on an automatic coupling arrangement 60 which, in addition to mechanical coupling means for the mechanical coupling of a trailer and the high-voltage connection, comprises a corresponding control 63.
  • the electric bus 1 also includes an interface 65 for establishing a wireless signal connection.
  • the high-voltage connector 62 is connected to the storage battery 20 via a line.
  • Signal and control lines run between the automatic clutch arrangement 60 and the interface 65 on the one hand and the controller 30 of the electric bus 1 on the other.
  • the passenger trailer 100 also comprises two axles 111, 112, both of which are driven by electric drives 113, 114. Both axles 111, 112 are also designed to be steerable by means of a corresponding steering device 115, 116.
  • the electric drives 113, 114 are supplied by a storage battery 120, which is arranged here, for example, on the roof of the passenger trailer 100.
  • the storage battery 120 may u. a. can be charged with the aid of a charging connection 121. This is designed so that it can interact with charging stations, advantageously automatically.
  • the passenger trailer 100 has a controller 130, which u. a. the charging and discharging of the storage battery 120, the means for coupling a trailer described below and a heating, ventilation and air conditioning system (HVAC system) 140.
  • HVAC system heating, ventilation and air conditioning system
  • the controller 130 is able to operate on corresponding traffic routes without a driver on the basis of target information, map information and sensor data (not shown). For this purpose, it is connected in terms of control to the drives 113, 114 and the steering devices 115, 116 (as well as to further components (not shown), for example brakes).
  • Corresponding systems are known, especially for passenger cars. Any increased safety requirements in relation to public passenger transport can be taken into account by providing additional safety systems, limiting the maximum speed and / or restricting use to certain traffic routes. This is much easier to implement with means of transport that are used in regular transport than with means of transport for individual transport.
  • the passenger trailer 100 further comprises an automatic coupling arrangement 160 with a coupling 161 for coupling to a towing vehicle and a high-voltage connector 162. Controlled by the corresponding control 163 of the coupling arrangement 160 and in cooperation with the coupling arrangement 60 of the electric bus 1 (or another suitable one Towing vehicle), both the mechanical connection and the high-voltage power connection between the electric bus 1 and the passenger trailer 100 can be established automatically.
  • Corresponding automatic clutch arrangements for mechanical and electrical coupling of a trailer to a towing vehicle are known per se, cf. e.g. B. DE 10 2012 016 234 A1 (e-drives UG).
  • the data connection between the two vehicles takes place wirelessly via an interface 165 of the passenger trailer 100 and the interface 65 of the electric bus.
  • the high-voltage connector 162 of the trailer 100 is connected to the storage battery 120 of the trailer 100 via a line.
  • Signal and control lines run between the automatic coupling arrangement 160 and the interface 165 on the one hand and the controller 130 of the passenger trailer 100 on the other hand.
  • Various sensors are shown, in particular, which are required for driverless traffic of the passenger trailer 100 and the automatic coupling and uncoupling of the passenger trailer 100 to and from the electric bus 1. These sensors are all connected to the corresponding controller 130 of the passenger trailer 100 or the corresponding controller 30 of the electric bus 1. Sensor data or derived data obtained from sensor data can be transmitted via the wireless signal connection between the passenger trailer 100 and the electric bus, in particular for the coupling or decoupling process.
  • the Figure 2 is a graphic representation of a first operating concept with a bus train with a passenger trailer according to the invention. It represents a main route AB, which extends from a final stop A to a final stop B, graphically.
  • the main route AB is traveled by an electric bus 1 in the shuttle mode.
  • a branch line XC branches off from a branch X on the main line AB to a final stop C.
  • the typical passenger volume on the main route AB usually decreases starting from the final stop A in the direction of the final stop B, as is often the case when a line runs essentially radially outwards from a settlement center (near A) to the periphery (near B) .
  • the passenger trailer 100 is automatically uncoupled at the junction X. He then drives autonomously (without a driver) to the final stop C and supplies stops on the Branch line XC. The battery of the passenger trailer 100 is charged at the final stop C, then the passenger trailer 100 moves back again to the branch X in order to be automatically coupled there again to the electric bus 1 (returning from the final stop B). The route XC to the final stop A is then covered again as a bus train with electric bus 1 and passenger trailer 100.
  • the route XB from the junction X to the final stop B of the electric bus 1 is longer than the route XC from the junction X to the final stop C of the passenger trailer 100. More time is thus available for charging the passenger trailer 100. In the corresponding operating concept, it therefore makes sense to take the driving energy primarily from the battery of the passenger trailer 100 when the bus train is in operation.
  • the storage battery of the electric bus 1 (or an alternative drive for a hybrid bus) is only required for the solitary operation of the electric bus 1 on the route XB or BX.
  • the energy required for the electric bus can - provided that the charging power is sufficiently high - be taken up directly at the final stop B by the storage battery of the electric bus 1.
  • the storage battery on the routes AX and XA is additionally charged with electrical energy from the battery of the passenger trailer 100 (operating state according to Figure 8 ).
  • the operating concept according to Figure 2 is particularly advantageous if there is a passenger volume as outlined above and if there is a side route to be operated that can be driven without a driver.
  • the Figure 3 is a graphical representation of a second operating concept. It represents a main route DE, which extends from a final stop D to a final stop E.
  • the main route DE is traversed by an overhead line bus 2, the overhead line bus 2 having a local storage battery for storing driving energy.
  • a branch line YF branches off from a branch Y on the main line DE to a final stop F.
  • the typical passenger volume on the main route DE usually starts from the Final stop D towards the final stop E, as is often the case when a line from a settlement center (near D) runs essentially radially outwards to the periphery (near E).
  • the inner section DY of the main section DE is equipped with an overhead line, the outer section YE is not. Because there is less capacity required in the outer section YE, the passenger trailer 100 is automatically uncoupled at the branch Y. He then drives autonomously (without a driver) to the final stop F and from there back to the junction Y, serving stops on the branch line YF, FY. There it is automatically coupled again to an electric bus 1 in order to run together with it as a bus train to the final stop D.
  • the route YF from the branch Y to the final stop F of the passenger trailer 100 is longer than the route YE from the branch Y to the final stop E of the trolleybus 2. In the present operating concept, two passenger trailers therefore run in one cycle on the sections YF, FY.
  • the driving energy should only be taken from the overhead line on the DY or YD route, so that no additional charging stations and no charging times at standstill are required.
  • the drives of the trolleybus 2 and the passenger trailer 100 are supplied by the respective local power storage.
  • the passenger trailer PA1 can be made available at Y for the next electric bus.
  • the operating concept according to Figure 3 is particularly advantageous if there is a passenger volume as mentioned above, outer areas of the routes are not provided with an overhead line and there is a secondary route to be operated which can be driven without a driver.
  • the Figure 4 is a graphical representation of a third operating concept. It graphically represents an annular main line GG. This main line GG is used by an electric bus 1 in ring mode. Other electric buses circulate in the opposite direction.
  • a radial branch line ZG branches off from a branch Z on the main line GG from the G ring stop. For the branch line ZG there is correspondingly a shorter path than for the section from Z to G on the main line GG.
  • the electric bus 1 with a passenger trailer 100 runs as a bus train on a first ring part GZ.
  • the passenger trailer 100 is automatically uncoupled. It then drives autonomously (without a driver) to a charging station L and, after charging, to the ring stop G. There, the passenger trailer 100 is automatically coupled again to the electric bus 1. This is followed by a next cycle.
  • the radial branch line ZG is shorter than the second ring section from Z to G, there is more time available for charging the passenger trailer 100 than for a possible charging of the electric bus 1. In the corresponding operating concept, it makes sense to use the driving energy when operating as a bus train primarily from the battery of the trailer 100.
  • the storage battery of the electric bus 1 (or an alternative drive for a hybrid bus) is only required for the solitary operation of the electric bus 1 on the second ring part from Z to G.
  • the energy required for the electric bus on the second ring part is transmitted while traveling as a bus train on the first ring part GZ from the passenger trailer 100 to the electric bus 1 and stored there in the storage battery.
  • the result in the Figure 8 schematically illustrated energy flow, according to which the battery 120 of the trailer 100 delivers both that energy which is required for the operation of the drives 13, 14 for the axes 11, 12 of the electric bus 1, and that energy which is in the storage battery 20 of the electric bus for the trip is saved on the second ring part.
  • the Figure 5 is a graphical representation of a fourth operating concept. It graphically represents a ring-shaped main line HH. This main line HH is used by an electric bus 1 in ring mode. Other electric buses circulate in the opposite direction.
  • a radial branch line WH branches off from a branch W on the main line HH to the ring stop H. A correspondingly shorter path results for the secondary route WH than for the section from W to H on the main route HH.
  • the electric bus 1 runs on both ring parts HW and WH of the main route HH, each with a passenger trailer 100 as a bus train.
  • the first passenger trailer 100.1 is automatically uncoupled and a second passenger trailer 100.2 is automatically coupled.
  • the uncoupled passenger trailer 100.1 then drives autonomously (without a driver) to a charging station L 'and after charging to the ring stop H.
  • the passenger trailer 100.1 is automatically coupled again to the electric bus 1 after the other passenger trailer 100.2 has been uncoupled. This is followed by a next cycle.
  • the radial secondary route WH is shorter than the second ring section from W to H, more time is available for loading the passenger trailers 100.1, 100.2 than for one possible charging of the electric bus 1. In the corresponding operating concept, it therefore makes sense to take the driving energy primarily from the batteries of the passenger trailer 100.1, 100.2 when driving as a bus train.
  • the storage battery of the electric bus 1 is not required for normal driving. It serves primarily as a reserve and for unforeseen situations.
  • PA2 Start charging process PA2 at L ' 30th PA2 Charging process PA2 ended at L ' 40 EB + PA1 Uncouple EB / PA1 at W 40 EB + PA2 Coupling EB / PA2 at W 45 PA1 Start charging process PA1 at L ' 60 PA1 Charging process PA1 at L 'ended 60 PA1 / PA2 Start charging process PA2 at L ' 75 PA2 Charging process PA2 ended at L ' 80 EB + PA2 Uncouple EB / PA2 at H 80 EB + PA1 Connect EB / PA1 to H
  • 15 minutes are thus available for loading the passenger trailers if there is only one charging station at L '. If there are two charging stations, the maximum charging time is 20 minutes.
  • An exemplary energy requirement and the corresponding energy supply for the traction drive are shown in the following table, whereby arbitrary units are used for the energy: route Need EB PA1 requirement PA2 requirement Reference EB Cover PA1 Cover PA2 HW 60 0 - 0 60 - WL ' - 5 - 5 - WH 60 - 0 0 - 60 L'H - 15 - - 15 - HL ' - - 15 - - 15 L'W - - 5 - - 5 total 120 20th 20th 0 80 80 80
  • the Figure 6 is a graphical representation of a fifth operating concept. It graphically represents a main route IJ, which extends from a final stop I to a final stop J.
  • An intermediate station V divides the main route IJ into a first section IV and a second section VJ.
  • the first section IV of the main line IJ is equipped with an overhead line, the second section VJ is not.
  • the first section IV is traversed by a bus train with an overhead line bus 2 and a passenger trailer 100.
  • the passenger trailer 100 is uncoupled at the intermediate station V. He then drives alone and autonomously (without a driver) to the final stop J and from there back to the intermediate station V. There, the passenger trailer is coupled to a subsequent electric bus in order to run as a bus train to the other final stop I.
  • the driving energy should only be taken from the overhead line on route IV or VI.
  • the drives of the trailer 100 are supplied by the local electricity storage.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiments shown.
  • the passenger trailer and the electric or trolleybus may have further functionalities, or functionalities that are not essential to the invention may be missing.
  • other operating concepts and operating modes can also be implemented with the passenger trailer according to the invention and corresponding bus trains.
  • the invention creates a passenger trailer which enables a more flexible use than previously known passenger trailers.

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Abstract

Ein Personenanhänger (100) für einen Elektrobus (1) umfasst eine Kupplung (161) zum Ankoppeln des Personenanhängers (100) an den Elektrobus (1), eine Batterie (120) zur Speicherung von Fahrenergie, einen Hochvolt-Anschluss (162) zur Übertragung von Fahrenergie zum Elektrobus (1), mindestens einen von der Batterie (120) speisbaren Antrieb (113, 114), mindestens eine gelenkte Achse (111, 112) und eine Steuerung (130), welche mit dem mindestens einen Antrieb (113, 114) und der mindestens einen gelenkten Achse (111, 112) steuerungsmässig verbunden ist, so dass der Personenanhänger (100) für den Fahrbetrieb automatisch steuerbar ist. Der Personenanhänger (100) ermöglicht einen flexibleren Einsatz als bekannte Modelle, weil der Elektrobus (1) und der Personenanhänger (100) gemeinsam als Buszug aber auch je einzeln genutzt werden können. Aufgrund dessen kann dem jeweiligen Liniennetz und der bereitzustellenden Kapazität optimal Rechnung getragen werden, insbesondere auch bei temporären Änderungen der Linienführung und/oder des Fahrzeugeinsatzes. Totzeiten der Fahrzeuge können minimiert werden.A passenger trailer (100) for an electric bus (1) comprises a coupling (161) for coupling the passenger trailer (100) to the electric bus (1), a battery (120) for storing driving energy, and a high-voltage connection (162) for transmission from driving energy to the electric bus (1), at least one drive (113, 114) that can be fed by the battery (120), at least one steered axle (111, 112) and a controller (130) which is connected to the at least one drive (113, 114 ) and the at least one steered axle (111, 112) is connected for control purposes, so that the passenger trailer (100) can be controlled automatically for driving. The passenger trailer (100) enables more flexible use than known models because the electric bus (1) and the passenger trailer (100) can be used together as a bus train, but also individually. Because of this, the respective line network and the capacity to be provided can be optimally taken into account, in particular also in the case of temporary changes in the line routing and / or the use of the vehicle. Dead times of the vehicles can be minimized.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft einen Personenanhänger für einen Elektrobus, einen Buszug mit einem solchen Personenanhänger und ein Verfahren zum Betreiben eines Transportsystems mit mindestens einem Elektrobus und mindestens einem Personenanhänger.The invention relates to a passenger trailer for an electric bus, a bus train with such a passenger trailer and a method for operating a transport system with at least one electric bus and at least one passenger trailer.

Stand der TechnikState of the art

Im öffentlichen Nah- und vermehrt auch Fernverkehr nimmt die Verbreitung von Elektrobussen laufend zu. Sie ermöglichen gegenüber Bussen mit Verbrennungsmotor insbesondere einen Betrieb mit geringerer Lärmentwicklung und reduzierten Abgasemissionen.The use of electric buses is increasing steadily in local and long-distance public transport. Compared to buses with an internal combustion engine, they enable, in particular, operation with less noise and reduced exhaust emissions.

Vorliegend wird unter dem Begriff "Elektrobus" ein Bus zur Personenbeförderung verstanden, welcher - zumindest teilweise - mittels Elektromotoren betreibbar ist, wobei die dazu eingesetzte elektrische Energie (Fahrenergie) von einer mit dem Bus mitgeführten Batterie und/oder über einen Stromabnehmer von einer Oberleitung bezogen wird. Bekannte Lösungen sind Oberleitungsbusse (Trolleybusse) mit oder ohne zusätzliche Speicherbatterie, reine Elektrobusse oder Hybridbusse, welche mindestens einen Verbrennungsmotor (z. B. Gas- oder Dieselmotor) aufweisen, der zum Aufladen der Speicherbatterie über einen Generator oder zum parallelen Antreiben der Antriebsachsen dient. Unter dem Begriff "Batterie" wird im Folgenden ein elektrischer Energiespeicher verstanden, er schliesst also nebst Baugruppen auf elektrochemischer Grundlage auch Kondensatoren, reversible Brennstoffzellen usw. ein.In the present case, the term “electric bus” is understood to mean a bus for the transportation of people, which - at least partially - can be operated by means of electric motors, the electrical energy (driving energy) used for this being obtained from a battery carried on the bus and / or via a current collector from an overhead line becomes. Known solutions are trolleybuses with or without an additional storage battery, pure electric buses or hybrid buses, which have at least one internal combustion engine (e.g. gas or diesel engine) that is used to charge the storage battery via a generator or to drive the drive axles in parallel. In the following, the term "battery" is understood to mean an electrical energy store, that is to say in addition to assemblies on an electrochemical basis it also includes capacitors, reversible fuel cells, etc.

Aufgrund der geringeren Energiedichte eines elektrischen Energiespeichers gegenüber einem Treibstofftank ist die Reichweite eines Elektrobusses mit voll aufgeladener Batterie in der Regel deutlich geringer als diejenige eines Busses mit Elektromotor. Im Linienbetrieb ist deshalb in der Regel mehrmals täglich ein Nachladen der Batterie erforderlich, wobei das Nachladen eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt.Due to the lower energy density of an electrical energy storage compared to a fuel tank, the range of an electric bus with a fully charged battery is generally significantly less than that of a bus with an electric motor. In line operation, it is therefore usually necessary to recharge the battery several times a day, with recharging taking a certain amount of time.

Es sind verschiedene Lösungen bekannt, mit welchen dieser Anforderung begegnet werden kann. Beispielsweise kann an Haltestellen oder Endhaltestellen eine Ladeinfrastruktur bereitgestellt werden, mittels welcher die Elektrobusse kurzzeitig oder während eines Endhalts aufladbar sind. Eine andere Lösung ist die schon lange bekannte (zumindest teilweise) Ausrüstung des Verkehrswegs mit einer Oberleitung, wobei in modernen Systemen Lücken oder längere Abschnitte ohne Oberleitung vorhanden sein können, die mit Hilfe einer mitgeführten Speicherbatterie ausreichender Kapazität überbrückt werden können.Various solutions are known with which this requirement can be met. For example, a charging infrastructure can be provided at stops or final stops, by means of which the electric buses can be charged briefly or during a final stop. Another solution is the long-known (at least partially) equipping the traffic route with an overhead line, whereby in modern systems there may be gaps or longer sections without an overhead line, which can be bridged with the aid of a sufficient capacity with the aid of a storage battery carried along.

Gerade im öffentlichen Nahverkehr verkehren Busse in der Regel auf vorgegebenen Verkehrswegen, wobei diese sowohl öffentliche Strassen als auch dedizierte Fahrwege umfassen können und wobei diese technisch unterschiedlich ausgerüstet sein können, z. B. mit oder ohne Oberleitung bzw. mit oder ohne vorhandene Ladestationen. Die Umstellung eines Betriebs mit Bussen mit Verbrennungsmotoren auf Elektrobusse erfordert oft eine aufwendige Nachrüstung der Infrastruktur. Soll der Verlauf des Verkehrswegs temporär (z. B. bei Bauarbeiten) oder dauerhaft geändert werden, sind umfangreiche Nachrüstungen bzw. der Rückgriff auf Busse mit Verbrennungsmotor notwendig. Da es mittel- und langfristig zur Reduktion des Unterhaltsaufwands einer Flotte in den meisten Fällen sinnvoll sein dürfte, ganz auf Busse mit Verbrennungsmotor zu verzichten, wird diese Rückgriffsmöglichkeit nicht mehr zur Verfügung stehen.Especially in local public transport, buses generally run on predetermined traffic routes, which can include both public roads and dedicated travel routes, and which can be equipped differently from a technical point of view, e.g. B. with or without overhead line or with or without existing charging stations. The conversion of operation with buses with internal combustion engines to electric buses often requires complex retrofitting of the infrastructure. If the course of the traffic route is to be changed temporarily (e.g. during construction work) or permanently, extensive retrofitting or the use of buses with internal combustion engines are necessary. Since in the medium and long term it should make sense in most cases to reduce the maintenance effort of a fleet entirely without buses with internal combustion engines, this option will no longer be available.

Ein anderer potenzieller Lösungsansatz wäre eine massive Erhöhung der Speicherkapazität der lokal mitgeführten Batterien. Da dies eine entsprechend massive Steigerung der zu bewegenden Masse mit sich bringt und sehr kostspielig ist, erscheint dieser Ansatz in der Regel als nicht zielführend.Another potential solution would be a massive increase in the storage capacity of the locally carried batteries. Since this entails a correspondingly massive increase in the mass to be moved and is very expensive, this approach generally does not appear to be expedient.

Die Anpassung der Infrastruktur ist oft ebenfalls nicht sinnvoll oder gangbar, z. B. in folgenden Fällen:

  • bei einer temporären Umstellung der Linienführung;
  • wenn Oberleitungen - z. B. in historischen Stadtzentren - aus ästhetischen Gründen unerwünscht sind;
  • wenn für eine (Schnell-)Ladestation am benötigten Ort keine Stromversorgung vorliegt.
The adjustment of the infrastructure is also often not sensible or feasible. B. in the following cases:
  • in the case of a temporary change in the lines;
  • if overhead lines - e.g. B. in historic city centers - are undesirable for aesthetic reasons;
  • if there is no power supply for a (quick) charging station at the required location.

Personenanhänger zur Verwendung mit Bussen zum Personentransport sind seit langer Zeit bekannt. Sie umfassen ein Passagierabteil mit mindestens 20 und bis zu 100 Plätzen oder mehr und dienen heute in der Regel der einfachen Erhöhung der Kapazität, z. B. in Stosszeiten, indem ein Bus (Omnibus oder Oberleitungsbus) mit einem Anhänger zu einem Buszug kombiniert wird. Gegenüber Gelenkbussen bietet dies den Vorteil der erhöhten Flexibilität, weil sich der Personenanhänger abkoppeln lässt, wenn die entsprechende Kapazität nicht benötigt wird. Gegenüber einem Einfachgelenkbus ist zudem bei der Verwendung eines entsprechenden Personenanhängers eine höhere Gesamtkapazität möglich, die an diejenige eines Doppelgelenkbusses heranreicht. Gelenkbusse bieten demgegenüber einen grösseren Komfort, weil der Fahrgastbereich durchgängig ausgebildet ist. Falls die Kapazität dauerhaft benötigt wird, ist der Gelenkbus zudem wirtschaftlicher. Gegenüber dem Einsatz zusätzlicher Busse ist sowohl der Einsatz eines Personenanhängers als auch derjenige eines Gelenkbusses wegen des geringeren Personalaufwands vorteilhaft.Passenger trailers for use with buses for the transportation of people have been known for a long time. They include a passenger compartment with at least 20 and up to 100 seats or more and are usually used today to simply increase the capacity, e.g. B. at peak times by combining a bus (bus or trolleybus) with a trailer to form a bus train. Compared to articulated buses, this offers the advantage of increased flexibility because the passenger trailer can be uncoupled when the corresponding capacity is not required. Compared to a single-articulated bus, a higher total capacity is also possible when using a corresponding passenger trailer, which is similar to that of a double-articulated bus. Articulated buses, on the other hand, offer greater comfort because the passenger area is designed throughout. If the capacity is required permanently, the articulated bus is also more economical. Compared to the use of additional buses, the use of a passenger trailer as well as that of an articulated bus is advantageous because of the lower personnel costs.

Die Disposition und der konkrete Einsatz der Personenanhänger ist in einem flexiblen System relativ aufwendig, weil sie zur richtigen Zeit am richtigen Ort bereitgehalten werden müssen. Ihr Einsatzbereich ist zudem beschränkt, weil sie auf den Bus als Zugfahrzeug angewiesen sind, wobei der Bus in der Regel die benötigte Gesamt-Traktionsleistung und die entsprechende Fahrenergie zur Verfügung stellen muss.The disposition and the specific use of the trailer are relatively complex in a flexible system, because they have to be available at the right place at the right time. Their area of application is also limited because they rely on the bus as a towing vehicle, whereby the bus usually has to provide the total traction power required and the corresponding driving energy.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, einen dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörenden Personenanhänger zu schaffen, welcher einen flexibleren Einsatz ermöglicht.The object of the invention is to provide a passenger trailer belonging to the technical field mentioned at the outset, which enables more flexible use.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung umfasst der Personenanhänger:

  1. a) eine Kupplung zum Ankoppeln des Personenanhängers an den Elektrobus;
  2. b) eine Batterie zur Speicherung von Fahrenergie;
  3. c) einen Hochvolt-Anschluss zur Übertragung von Fahrenergie zwischen Personenanhänger und Elektrobus;
  4. d) mindestens einen von der Batterie speisbaren Antrieb;
  5. e) mindestens eine gelenkte Achse; und
  6. f) eine Steuerung, welche mit dem mindestens einen Antrieb und der mindestens einen gelenkten Achse steuerungsmässig verbunden ist, so dass der Personenanhänger für den Fahrbetrieb automatisch steuerbar ist.
The solution to the problem is defined by the features of claim 1. According to the invention, the passenger trailer comprises:
  1. a) a coupling for coupling the passenger trailer to the electric bus;
  2. b) a battery for storing driving energy;
  3. c) a high-voltage connection for the transmission of driving energy between the passenger trailer and the electric bus;
  4. d) at least one drive that can be powered by the battery;
  5. e) at least one steered axle; and
  6. f) a controller which is connected in terms of control to the at least one drive and the at least one steered axle, so that the passenger trailer can be controlled automatically for driving.

Mit Fahrbetrieb sind hier zum einen Fahrten auf einem Betriebshof (z. B. zu Wartungs- oder Reinigungsstationen) oder von einer Haltestelle zu einer beabstandet angeordneten Ladestation gemeint, zum anderen schliesst er den ordentlichen Betrieb zur Personenbeförderung zwischen Haltestellen des Liniennetzes ein. Bevorzugt kann der Personenanhänger also selbstständig und ohne Fahrzeugführer Personen transportieren. Dies muss - wie weiter unten im Detail ausgeführt - nicht auf dem gesamten Liniennetz möglich sein, sondern kann auf bestimmte Teilstrecken beschränkt sein, z. B. solche, welche gewisse Anforderungen an die Infrastruktur erfüllen (z. B. mit einem Leitsystem ausgerüstet sind) oder eine gewisse Komplexität nicht überschreiten. Ebenso kann es möglich sein, dass eine neu zu befahrende Strecke zunächst eingelernt werden muss, bevor das autonome Befahren möglich ist. Besonders bevorzugt ist aber die Steuerung derart ausgebildet, dass der Personenanhänger selbstständig und fahrzeugführerlos den Grossteil (oder alle) der möglichen Strecken eines (Nah-)Verkehrsnetzes befahren kann. So wird eine maximale Flexibilität erreicht.Driving operation means, on the one hand, trips to a depot (e.g. to maintenance or cleaning stations) or from a stop to a charging station at a distance, and on the other hand, it includes the normal operation for the transport of people between stops in the network. The passenger trailer can therefore preferably transport people independently and without a vehicle driver. As explained in detail below, this does not have to be possible on the entire route network, but can be limited to certain sections, e.g. B. those that meet certain infrastructure requirements (e.g. are equipped with a control system) or do not exceed a certain level of complexity. It may also be the case that a new route to be traveled must first be taught in before autonomous driving is possible. However, the control is particularly preferably designed such that the passenger trailer independently and without a driver Most (or all) of the possible routes of a (local) transport network can travel. This ensures maximum flexibility.

Der Hochvolt-Anschluss ermöglicht die Übertragung elektrischer Energie zwischen dem Personenanhänger und dem Elektrobus, wobei die übertragbare Leistung bevorzugt mindestens 40 kW, besonders bevorzugt mindestens 100 kW beträgt. Die Spannung kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 400 und 1200 V liegen. Bevorzugt kann diese Übertragung - je nach Bedarf - in beiden Richtungen stattfinden. Es gibt jedoch - wie weiter unten beschrieben - auch Anwendungsfälle bzw. Betriebskonzepte, welche nur die Übertragung in einer Richtung erfordern. Die übertragene Energie kann nebst der Fahrenergie auch Energie umfassen, welche für andere Zwecke, z. B. die Heizung, Lüftung oder Klimatisierung, die Bereitstellung von Ladestrom für mobile Endgeräte der Nutzer oder für die Bereitstellung eines lokalen Funknetzes (WLAN) benötigt wird.The high-voltage connection enables electrical energy to be transmitted between the passenger trailer and the electric bus, the transmissible power preferably being at least 40 kW, particularly preferably at least 100 kW. The voltage can be, for example, in a range between 400 and 1200 V. This transmission can preferably take place in both directions, as required. However, as described below, there are also use cases or operating concepts that only require transmission in one direction. In addition to the driving energy, the transmitted energy can also comprise energy which is used for other purposes, e.g. B. heating, ventilation or air conditioning, the provision of charging current for mobile end devices of the users or for the provision of a local radio network (WLAN) is required.

Im Personenanhänger und/oder im Zugfahrzeug kann ein Umrichter angeordnet sein, so dass Energie auch bei unterschiedlichen Betriebsspannungen im Personenanhänger und im Zugfahrzeug übertragen werden kann.A converter can be arranged in the passenger trailer and / or in the towing vehicle, so that energy can be transmitted in the passenger trailer and in the towing vehicle even at different operating voltages.

Die steuerungsmässige Verbindung kann durch draht- bzw. fasergebundene und/oder drahtlose Kanäle zwischen der Steuerung und dem Antrieb sowie der gelenkten Achse geschaffen werden. Nebst diesen Komponenten werden weitere für den Fahrbetrieb notwendige Komponenten steuerungsmässig angebunden sein, z. B. Bremsen, die Beleuchtung und Fahrsicherheitssysteme (ABS, ESC etc.).The control-related connection can be created by wire or fiber-bound and / or wireless channels between the control and the drive as well as the steered axis. In addition to these components, other components necessary for driving will be linked in terms of control, e.g. B. brakes, lighting and driving safety systems (ABS, ESC etc.).

Mit Vorteil umfasst der Personenanhänger zwei Achsen, welche beide als gelenkte Achsen ausgebildet sind. In diesem Fall dient die Vorderachse im autonomen Betrieb des Personenanhängers als eigentliche Lenkachse, während die Hinterachse je nach Fahrsituation automatisch mit-oder gegenlenkt.The passenger trailer advantageously comprises two axles, both of which are designed as steered axles. In this case, the front axle serves as the actual steering axle in the autonomous operation of the passenger trailer, while the rear axle automatically steers or countersteers depending on the driving situation.

Neben der Kupplung zum mechanischen Ankoppeln des Personenanhängers an ein Zugfahrzeug, welche am vorderen Ende des Personenanhängers angeordnet ist, kann der Personenanhänger an seinem hinteren Ende eine Anhängerkupplung aufweisen, so dass der Personenanhänger selbst mit einem weiteren Personenanhänger als Buszug verkehren kann und/oder dass an einen Elektrobus als Zugfahrzeug mehrere Personenanhänger angehängt werden können.In addition to the coupling for mechanically coupling the passenger trailer to a towing vehicle, which is arranged at the front end of the passenger trailer, the passenger trailer can have a trailer coupling at its rear end, so that the passenger trailer itself travels with another passenger trailer as a bus train can and / or that several passenger trailers can be attached to an electric bus as a towing vehicle.

Ein erfindungsgemässer Buszug umfasst einen Elektrobus zur Personenbeförderung und einen solchen erfindungsgemässen Personenanhänger. Die mindestens eine gelenkte Achse des Personenanhängers kann zum Mitlenken eingesetzt werden. Dies verbessert die Manövrierfähigkeit des Buszuges und trägt zu einer Reduktion der Abnutzung der Reifen und Fahrwerkskomponenten des Personenanhängers bei.A bus train according to the invention comprises an electric bus for the transportation of people and such a passenger trailer according to the invention. The at least one steered axle of the passenger trailer can be used for steering. This improves the maneuverability of the bus train and contributes to a reduction in the wear on the tires and chassis components of the passenger trailer.

Grundsätzlich können auch mehrere Personenanhänger hintereinander an einen Elektrobus angekoppelt werden. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die gelenkten Achsen der Personenanhänger zum Mitlenken eingesetzt werden, um so das geforderte Kurvenverhalten zu erreichen.In principle, several passenger trailers can also be connected to an electric bus one after the other. In this case, it is particularly advantageous if the steered axles of the passenger trailers are used for steering in order to achieve the required cornering behavior.

Mit Vorteil ist der Elektrobus durch einen Fahrzeugführer bedienbar. Dies ermöglicht einen flexiblen Einsatz auf allen Strecken, auf welchen ein Bus verkehren kann, ohne dass zusätzliche Infrastruktur benötigt wird.The electric bus can advantageously be operated by a vehicle driver. This enables flexible use on all routes on which a bus can operate without the need for additional infrastructure.

Der Elektrobus kann zusätzlich auch automatisch steuerbar ausgebildet sein, so dass er führerlos verkehren kann. Auch ein Elektrobus, der ausschliesslich führerlos verkehrt, ist im Rahmen der Erfindung einsetzbar.The electric bus can also be designed to be automatically controllable so that it can operate without a driver. An electric bus that only operates without a driver can also be used within the scope of the invention.

Bei einem erfindungsgemässen Verfahren zum Betreiben eines Transportsystems umfassend mindestens einen Elektrobus und mindestens einen erfindungsgemässen Personenanhänger verkehrt der Personenanhänger zeitweise auf zugeordneten Verkehrswegen im Personentransport automatisch (d. h. führerlos) und zeitweise an den mindestens einen Elektrobus angekoppelt.In a method according to the invention for operating a transport system comprising at least one electric bus and at least one passenger trailer according to the invention, the passenger trailer occasionally runs automatically (i.e. without a driver) and is coupled to the at least one electric bus on assigned traffic routes.

Vorzugsweise sind mindestens zwei erfindungsgemässe Personenanhänger vorhanden. Dies ermöglicht eine erhöhte Flexibilität und insbesondere ein Abkoppeln eines Personenanhängers mit (teilweise) entleerter Batterie und ein anschliessendes Ankoppeln eines bereitstehenden anderen Personenanhängers mit voller Batterie, so dass die Versorgung mit elektrischer Energie für den Elektrobus innert kurzer Zeit wiederhergestellt werden kann.At least two personal trailers according to the invention are preferably present. This enables increased flexibility and, in particular, uncoupling a passenger trailer with a (partially) empty battery and then coupling a waiting other passenger trailer with a full battery, so that the supply of electrical energy for the electric bus can be restored within a short time.

Der erfindungsgemässe Personenanhänger ermöglicht einen viel flexibleren Einsatz als bekannte Modelle, insbesondere weil folgende Beförderungsmodi ermöglicht werden:

  1. a) nur Elektrobus (elektrisch, führergesteuert oder führerlos, Fahrbatterie auf Zugfahrzeug und/oder über Oberleitung);
  2. b) Buszug: Elektrobus und Personenanhänger (elektrisch, führergesteuert oder führerlos, Fahrbatterie auf Zugfahrzeug und Anhänger und/oder über Oberleitung);
  3. c) nur Personenanhänger (elektrisch, führerlos, Fahrbatterie auf Anhänger);
  4. d) a) und c) gleichzeitig, aber unabhängig voneinander.
The passenger trailer according to the invention enables a much more flexible use than known models, in particular because the following modes of transport are made possible:
  1. a) electric bus only (electric, driver-controlled or driverless, traction battery on towing vehicle and / or via overhead line);
  2. b) Bus train: electric bus and passenger trailer (electric, driver-controlled or driverless, traction battery on towing vehicle and trailer and / or via overhead line);
  3. c) only passenger trailers (electric, driverless, traction battery on trailer);
  4. d) a) and c) simultaneously, but independently of each other.

Aufgrund dieser Beförderungsmodi kann dem Liniennetz (führerlos und nicht führerlos befahrbare Abschnitte) und der bereitzustellenden Kapazität (zeit- und netzabschnittabhängig) optimal Rechnung getragen werden, insbesondere auch bei temporären Änderungen der Linienführung und/oder des Fahrzeugeinsatzes. Totzeiten der Fahrzeuge können minimiert werden.Based on these modes of transport, the line network (driverless and non-driverless sections) and the capacity to be provided (depending on the time and network section) can be optimally taken into account, in particular also in the case of temporary changes to the route and / or vehicle use. Dead times of the vehicles can be minimized.

Im Fall b) kann der Elektrobus wie oben erwähnt durch die Lenkung, aber auch durch den Antrieb des Personenanhängers unterstützt werden. Somit muss der Elektrobus nicht derart ausgelegt werden, dass er die Leistung für den Anhängerbetrieb auf der gesamten Strecke selbst erbringen kann. Dies ermöglicht Einsparungen beim Elektrobus. Er kann zudem - was den Energieverbrauch betrifft - für den Beförderungsmodus a) optimiert werden.In case b), the electric bus can be supported by the steering, but also by the drive of the passenger trailer, as mentioned above. Thus, the electric bus does not have to be designed in such a way that it can provide the power for trailer operation on the entire route itself. This enables savings on the electric bus. It can also - for energy consumption - be optimized for mode a).

Mit Vorteil ist die Steuerung derart ausgebildet, dass der Personenanhänger für ein Ankopplungsmanöver und ein Abkopplungsmanöver an den bzw. von dem Elektrobus automatisch steuerbar ist. Dies entlastet den Fahrzeugführer bzw. macht einen vollständig autonomen Betrieb von Elektrobus und Personenanhänger möglich, wenn auch der Elektrobus autonom führerlos betreibbar ist. Zudem lässt sich dadurch der Zeitbedarf für das An- und Abkopplungsmanöver reduzieren. Weil der Personenanhänger automatisch steuerbar ist, kann er selbstständig für das Ankoppeln in die bestgeeignete Ankopplungsposition fahren und sich nach dem Abkoppeln selbstständig aus der Abkopplungsposition entfernen und z. B. zu einer Ladestation, an einen Stellplatz oder zu einer anderen Ankopplungsposition fahren, falls er nicht unmittelbar in den Fahrbetrieb zum Personentransport übergeht.The controller is advantageously designed in such a way that the passenger trailer can be automatically controlled for a coupling maneuver and a coupling maneuver to or from the electric bus. This relieves the driver of the load and enables fully autonomous operation of the electric bus and passenger trailer, even if the electric bus can be operated autonomously without a driver. This also reduces the time required for the coupling and decoupling maneuvers. Because the passenger trailer can be controlled automatically, it can drive independently for coupling into the most suitable coupling position and can remove itself from the uncoupling position after uncoupling and e.g. B. to a charging station, to a parking space or drive to a different coupling position if it does not immediately switch to driving mode for passenger transport.

Die Personen können während des kurzen Ab- oder Ankopplungsvorgangs im Personenanhänger verbleiben, was eine flexible Linien- und Fahrplangestaltung ermöglicht. Aufgrund der eigenen Batterie sind dabei sämtliche benötigten Systeme des Personenanhängers dauerhaft mit elektrischer Energie versorgt.The people can remain in the trailer during the short disconnection or coupling process, which enables flexible line and timetable design. Due to its own battery, all required systems of the passenger trailer are permanently supplied with electrical energy.

Mit Vorteil sind die Steuerung und der Hochvolt-Anschluss derart ausgebildet, dass beim Ankopplungsmanöver eine Hochvolt-Verbindung zwischen Personenanhänger und Elektrobus automatisch geschaffen wird und dass beim Abkopplungsmanöver die Hochvolt-Verbindung zwischen Personenanhänger und Elektrobus automatisch getrennt wird.The control and the high-voltage connection are advantageously designed such that a high-voltage connection between the passenger trailer and the electric bus is created automatically during the coupling maneuver and that the high-voltage connection between the passenger trailer and the electrical bus is automatically disconnected during the decoupling maneuver.

Falls der Elektrobus stets mit einem Fahrzeugführer versehen ist, kann letzterer alternativ oder wahlweise das An- oder Abkoppeln manuell vornehmen. In diesem Fall können auch die Hochvolt-Verbindungen manuell geschaffen bzw. getrennt werden.If the electric bus is always provided with a driver, the latter can alternatively or alternatively carry out the coupling or uncoupling manually. In this case, the high-voltage connections can also be created or disconnected manually.

Bevorzugt weist der Personenanhänger einen Ladeanschluss zum Aufladen der Batterie auf. Der Personenanhänger kann somit flexibel und unabhängig vom Zugfahrzeug geladen werden. Der Ladeanschluss kann in an sich bekannter Weise als Stecker, als Stromabnehmer oder als Kontaktflächenpaar ausgebildet sein. Es kann von Vorteil sein, wenn verschiedene Ladeanschlüsse vorhanden sind, so dass der Personenanhänger mit unterschiedlichen Ladestationen bzw. Ladestellen zusammenwirken kann.The passenger trailer preferably has a charging connection for charging the battery. The passenger trailer can thus be loaded flexibly and independently of the towing vehicle. The charging connection can be designed in a manner known per se as a plug, as a current collector or as a pair of contact surfaces. It can be advantageous if there are different charging connections so that the passenger trailer can interact with different charging stations or charging points.

Alternativ erfolgt das Laden stets über das Zugfahrzeug. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn der Personenanhänger ausschliesslich in Kombination mit Oberleitungsbussen verwendet wird, wobei der Ladestrom über die Oberleitung bezogen wird.Alternatively, loading is always carried out via the towing vehicle. This can be useful, for example, if the passenger trailer is used exclusively in combination with trolleybuses, with the charging current being drawn via the overhead line.

Mit Vorteil umfasst der Personenanhänger Heiz-, Lüftungs-, Klima- und/oder Beleuchtungseinrichtungen, welche mindestens in einem vom Elektrobus abgekoppelten Zustand von der Batterie mit elektrischer Energie versorgbar sind. Dazu sind eine entsprechende Verkabelung zwischen der Batterie des Personenanhängers und den entsprechenden Einrichtungen und eine lokale Steuerung für die Einrichtungen und deren Stromversorgung auf dem Personenanhänger vorhanden. Dies ermöglicht eine vollständige Autonomie des Personenanhängers.The passenger trailer advantageously comprises heating, ventilation, air conditioning and / or lighting devices which can be supplied with electrical energy from the battery at least in a state uncoupled from the electric bus. For this purpose, appropriate wiring between the battery of the passenger trailer and the appropriate facilities and a local control for the facilities and their power supply on the passenger trailer. This enables the trailer to be fully autonomous.

Bevorzugt ist die Steuerung des Personenanhängers oder eine Steuerung des Elektrobusses derart ausgebildet, dass eine Energieversorgung des Elektrobusses im Fahrbetrieb im zusammengekoppelten Zustand prioritär von der Batterie des Personenanhängers erfolgt.The control of the passenger trailer or a control of the electric bus is preferably designed in such a way that an energy supply of the electric bus during driving operation in the coupled state takes place primarily from the battery of the passenger trailer.

Der mindestens eine Personenanhänger kann also in einem vorteilhaften Betriebskonzept als wechselbarer Energiespeicher für den mindestens einen Elektrobus eingesetzt werden, wobei im zusammengekoppelten Zustand die Steuerung des Personenanhängers und eine Steuerung des Elektrobusses derart zusammenwirken, dass eine Energieversorgung des Elektrobusses prioritär von der Batterie des Personenanhängers erfolgt.In an advantageous operating concept, the at least one passenger trailer can thus be used as an exchangeable energy store for the at least one electric bus, the control of the passenger trailer and a controller of the electric bus interacting in the coupled state in such a way that the electric bus is primarily powered by the battery of the passenger trailer.

Dies bedeutet, dass im üblichen Fahrbetrieb mit angekoppeltem Personenanhänger der Elektrobus in der Regel von letzterem versorgt wird. Unterschreitet der Ladestand der Batterie des Personenanhängers eine gewisse Untergrenze, kann sich der Elektrobus auch in dieser Betriebsart selbst versorgen, um zu gewährleisten, dass der Personenanhänger eine benötigte Strecke nach dem Abkoppeln, z. B. zu einer Ladestation, noch autonom zurücklegen kann.This means that the electric bus is usually supplied by the latter in normal driving with a coupled trailer. If the charge level of the battery of the passenger trailer falls below a certain lower limit, the electric bus can also supply itself in this operating mode in order to ensure that the passenger trailer has a required distance after uncoupling, e.g. B. can still autonomously travel to a charging station.

Die prioritäre Versorgung von der Batterie des Personenanhängers ermöglicht eine Minimierung der Ladezeiten beim Elektrobus. Die Flexibilität des Einsatzes des Elektrobusses wird somit maximiert.The priority supply from the battery of the passenger trailer enables the charging times for the electric bus to be minimized. The flexibility of using the electric bus is thus maximized.

Bei einem weiteren Betriebskonzept verkehrt der mindestens eine Elektrobus (insbesondere mit Fahrenergie aus einer lokalen, auf dem Elektrobus befindlichen Speicherbatterie) auf einem zugeordneten Hauptverkehrsweg im Pendel- oder Ringbetrieb, der mindestens eine Personenanhänger legt einen Abschnitt des Hauptverkehrswegs angekoppelt an den Elektrobus und einen Nebenverkehrsweg automatisch (führerlos) zurück, wobei eine kombinierte erste Fahrzeit für den Abschnitt des Hauptverkehrswegs und den Nebenverkehrsweg tiefer ist als eine zweite Fahrzeit für den gesamten Hauptverkehrsweg. Eine erste Ladezeit pro Zyklus ist dabei für den Personenanhänger grösser als eine zweite Ladezeit pro Zyklus für den Elektrobus. Die Ladezeiten sind dabei mit Vorteil so gewählt, dass der Ladestand nach Abschluss des Zyklus dem Ladestand zu Beginn entspricht, so dass der Zyklus beliebig oft in der vorgegebenen Zeit durchlaufen werden kann. Die zweite Ladezeit kann dabei auch Null sein, wenn die Speicherbatterie des Elektrobusses wie weiter unten beschrieben vollständig über die Versorgung vom Personenanhänger aufgeladen werden kann.In a further operating concept, the at least one electric bus (in particular with driving energy from a local storage battery located on the electric bus) runs on an assigned main traffic route in the pendulum or ring mode, the at least one passenger trailer automatically connects a section of the main traffic route coupled to the electric bus and a secondary traffic route (driverless) back, whereby a combined first travel time for the section of the main traffic route and the secondary traffic route is lower than a second travel time for the entire main traffic route. A first loading time per cycle is for the passenger trailer greater than a second charging time per cycle for the electric bus. The charging times are advantageously chosen so that the charge level at the end of the cycle corresponds to the charge level at the beginning, so that the cycle can be run through as often as desired in the specified time. The second charging time can also be zero if the storage battery of the electric bus can be fully charged via the supply from the passenger trailer as described below.

In einem entsprechend anderen Betriebskonzept ist der mindestens eine Elektrobus als Oberleitungsbus ausgebildet, der auf einem zugeordneten ersten Verkehrsweg mit Oberleitungsversorgung verkehrt, und der mindestens eine Personenanhänger verkehrt teilweise auf dem ersten Verkehrsweg und teilweise auf einem zweiten Verkehrsweg ohne Oberleitungsversorgung.In a correspondingly different operating concept, the at least one electric bus is designed as an overhead line bus, which runs on an assigned first traffic route with overhead line supply, and the at least one passenger trailer runs partially on the first traffic route and partially on a second traffic route without overhead line supply.

Der erste Verkehrsweg muss nicht zu 100% mit einer mit elektrischer Energie beaufschlagten Oberleitung versehen sein, dieser kann auch in diesem Bereich gewisse Lücken aufweisen, die durch eine lokale Stromversorgung an Bord des Elektrobusses überbrückt werden, z. B. bei Kreuzungen oder in Bereichen, wo eine Oberleitung ästhetisch nachteilig ist. Der erste Verkehrsweg ist aber beispielsweise zu mindestens 75%, insbesondere zu mindestens 90%, mit einer Oberleitung versehen.The first traffic route does not have to be 100% provided with an overhead power line, which can also have certain gaps in this area, which are bridged by a local power supply on board the electric bus, e.g. B. at intersections or in areas where an overhead line is aesthetically disadvantageous. However, at least 75%, in particular at least 90%, of the first traffic route is provided with an overhead line, for example.

Wenn es sich beim Elektrobus um einen Oberleitungsbus handelt, ist es in der Regel vorteilhaft, wenn auf Streckenabschnitten mit aktiver Oberleitung die Energieversorgung des Elektrobusses und gegebenenfalls auch des Personenanhängers von der Oberleitung erfolgt. Im Oberleitungsbetrieb können mit Vorteil zusätzlich auch noch eine allfällig vorhandene Speicherbatterie des Oberleitungsbusses und die Batterie des Personenanhängers aufgeladen werden.If the electric bus is an overhead line bus, it is generally advantageous if the power supply of the electric bus and, if applicable, also of the passenger trailer is provided by the overhead line on sections of the route with an active overhead line. In overhead line operation, any storage battery of the overhead line bus and the battery of the passenger trailer can also be charged.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist im Fahrbetrieb neben der Energieversorgung des Elektrobusses auch eine Speicherbatterie des Elektrobusses parallel mit elektrischer Energie aus der Batterie des Personenanhängers aufladbar. Dies ermöglicht ein Wiederaufladen der Speicherbatterie des Elektrobusses während der Fahrt, so dass die Ladezeiten des Busses minimiert oder ganz eingespart werden können. Um die maximale Übertragungsleistung von der Batterie des Personenanhängers zum Elektrobus zu begrenzen, kann das Laden der Speicherbatterie des Elektrobusses auf Streckenabschnitte begrenzt werden, in welchen nur eine begrenzte Antriebsleistung benötigt wird (z. B. ebene oder abfällige Abschnitte, Abschnitt mit Langsamfahrt oder Abschnitte, in welchen der Buszug gebremst wird).In a preferred embodiment, in addition to the energy supply of the electric bus, a storage battery of the electric bus can be charged in parallel with electrical energy from the battery of the passenger trailer. This enables the storage battery of the electric bus to be recharged while driving, so that the charging times of the bus can be minimized or saved entirely. To the maximum transmission power from the battery of the passenger trailer to the electric bus limit, the charging of the storage battery of the electric bus can be limited to sections in which only a limited drive power is required (e.g. flat or sloping sections, sections with slow travel or sections in which the bus train is braked).

Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.Further advantageous embodiments and combinations of features of the invention result from the following detailed description and the entirety of the claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
eine schematische Darstellung eines Buszuges mit einem Elektrobus und einem erfindungsgemässen Personenanhänger;
Fig. 2
eine grafische Darstellung eines ersten Betriebskonzepts mit einem Buszug mit einem erfindungsgemässen Personenanhänger;
Fig. 3
eine grafische Darstellung eines zweiten Betriebskonzepts;
Fig. 4
eine grafische Darstellung eines dritten Betriebskonzepts;
Fig. 5
eine grafische Darstellung eines vierten Betriebskonzepts;
Fig. 6
eine grafische Darstellung eines fünften Betriebskonzepts;
Fig. 7
eine schematische Darstellung des Energieflusses in einem ersten Betriebszustand;
Fig. 8
eine schematische Darstellung des Energieflusses in einem zweiten Betriebszustand; und
Fig. 9
eine schematische Darstellung des Energieflusses in einem dritten Betriebszustand.
The drawings used to explain the exemplary embodiment show:
Fig. 1
a schematic representation of a bus train with an electric bus and a passenger trailer according to the invention;
Fig. 2
a graphic representation of a first operating concept with a bus train with a passenger trailer according to the invention;
Fig. 3
a graphical representation of a second operating concept;
Fig. 4
a graphical representation of a third operating concept;
Fig. 5
a graphical representation of a fourth operating concept;
Fig. 6
a graphical representation of a fifth operating concept;
Fig. 7
a schematic representation of the energy flow in a first operating state;
Fig. 8
a schematic representation of the energy flow in a second operating state; and
Fig. 9
a schematic representation of the energy flow in a third operating state.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In principle, the same parts are provided with the same reference symbols in the figures.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

Die Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines Buszuges 5 mit einem Elektrobus 1 und einem erfindungsgemässen Personenanhänger 100. Der Elektrobus 1 weist zwei Achsen 11, 12 auf, welche beide mittels elektrischen Antrieben 13, 14 angetrieben sind. Die vordere Achse 11 ist mittels einer Lenkeinrichtung 15 lenkbar ausgebildet, die hintere Achse 12 ist nicht lenkbar. Die elektrischen Antriebe 13, 14 werden von einer Speicherbatterie 20 versorgt, die hier beispielhaft auf dem Dach des Elektrobusses 1 angeordnet ist.The Figure 1 is a schematic representation of a bus train 5 with an electric bus 1 and a passenger trailer 100 according to the invention. The electric bus 1 has two axles 11, 12, both of which are driven by electric drives 13, 14. The front axle 11 is steerable by means of a steering device 15, the rear axle 12 is not steerable. The electric drives 13, 14 are supplied by a storage battery 20, which is arranged here, for example, on the roof of the electric bus 1.

Die Speicherbatterie 20 kann u. a. mit Hilfe eines Ladeanschlusses 21 aufgeladen werden. Dieser ist so ausgebildet, dass er mit Ladestationen zusammenwirken kann, mit Vorteil automatisch. Der Elektrobus 1 weist eine Steuerung 30 auf, welche u. a. das Laden und Entladen der Speicherbatterie 20, die weiter unten beschriebenen Mittel zum Ankoppeln eines Anhängers und ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystem (HLK-System) 40 steuert.The storage battery 20 can u. a. can be charged using a charging port 21. This is designed so that it can interact with charging stations, advantageously automatically. The electric bus 1 has a controller 30, which u. a. the charging and discharging of the storage battery 20, the means for coupling a trailer described below and a heating, ventilation and air conditioning system (HVAC system) 40.

Der Elektrobus 1 umfasst einen Führerstand 50 für einen Fahrzeugführer. Letzterer führt in an sich bekannter Weise das Fahrzeug, steuert und betätigt somit mit gängigen Bedienungselementen (Lenkrad, Pedale, Hebel usw.) den Antrieb, die Bremsen und die Lenkung.The electric bus 1 comprises a driver's cab 50 for a vehicle driver. The latter leads the vehicle in a manner known per se, and controls and actuates the drive, the brakes and the steering with common operating elements (steering wheel, pedals, levers, etc.).

Der Elektrobus 1 umfasst weiter eine Anhängerkupplung 61 und einen Hochvolt-Verbinder 62. Beide sind an einer automatischen Kupplungsanordnung 60 ausgebildet, die nebst mechanischen Kupplungsmitteln für die mechanische Ankopplung eines Anhängers und die Hochvolt-Verbindung eine entsprechende Steuerung 63 umfasst. Der Elektrobus 1 umfasst zudem eine Schnittstelle 65 zum Aufbau einer drahtlosen Signalverbindung.The electric bus 1 further comprises a trailer coupling 61 and a high-voltage connector 62. Both are formed on an automatic coupling arrangement 60 which, in addition to mechanical coupling means for the mechanical coupling of a trailer and the high-voltage connection, comprises a corresponding control 63. The electric bus 1 also includes an interface 65 for establishing a wireless signal connection.

Der Hochvolt-Verbinder 62 ist über eine Leitung mit der Speicherbatterie 20 verbunden. Signal- bzw. Steuerleitungen verlaufen zwischen der automatischen Kupplungsanordnung 60 und der Schnittstelle 65 einerseits und der Steuerung 30 des Elektrobusses 1 andererseits.The high-voltage connector 62 is connected to the storage battery 20 via a line. Signal and control lines run between the automatic clutch arrangement 60 and the interface 65 on the one hand and the controller 30 of the electric bus 1 on the other.

Der Personenanhänger 100 umfasst ebenfalls zwei Achsen 111, 112, welche beide mittels elektrischen Antrieben 113, 114 angetrieben sind. Beide Achsen 111, 112 sind zudem mittels einer entsprechenden Lenkeinrichtung 115, 116 lenkbar ausgebildet. Die elektrischen Antriebe 113, 114 werden von einer Speicherbatterie 120 versorgt, die hier beispielhaft auf dem Dach des Personenanhängers 100 angeordnet ist.The passenger trailer 100 also comprises two axles 111, 112, both of which are driven by electric drives 113, 114. Both axles 111, 112 are also designed to be steerable by means of a corresponding steering device 115, 116. The electric drives 113, 114 are supplied by a storage battery 120, which is arranged here, for example, on the roof of the passenger trailer 100.

Die Speicherbatterie 120 kann u. a. mit Hilfe eines Ladeanschlusses 121 aufgeladen werden. Dieser ist so ausgebildet, dass er mit Ladestationen zusammenwirken kann, mit Vorteil automatisch. Der Personenanhänger 100 weist eine Steuerung 130 auf, welche u. a. das Laden und Entladen der Speicherbatterie 120, die weiter unten beschriebenen Mittel zum Ankoppeln eines Anhängers und ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystem (HLK-System) 140 steuert.The storage battery 120 may u. a. can be charged with the aid of a charging connection 121. This is designed so that it can interact with charging stations, advantageously automatically. The passenger trailer 100 has a controller 130, which u. a. the charging and discharging of the storage battery 120, the means for coupling a trailer described below and a heating, ventilation and air conditioning system (HVAC system) 140.

Die Steuerung 130 ist in der Lage, auf der Basis von Zielinformationen, Karteninformationen und Sensordaten (nicht dargestellter) fahrzeuggebundener Sensoren führerlos auf entsprechenden Verkehrswegen zu verkehren. Dazu ist sie steuerungsmässig mit den Antrieben 113, 114 und den Lenkeinrichtungen 115, 116 (sowie mit weiteren, nicht dargestellten, Komponenten, z. B. Bremsen) verbunden. Entsprechende Systeme sind bekannt, insbesondere für Personenwagen. Allfällig erhöhten Sicherheitsanforderungen in Bezug auf den öffentlichen Personenverkehr kann Rechnung getragen werden, indem zusätzliche Sicherheitssysteme vorgesehen werden, die maximale Geschwindigkeit begrenzt wird und/oder die Nutzung auf bestimmte Verkehrswege beschränkt wird. Dies ist bei Transportmitteln, die im Linienverkehr eingesetzt sind, deutlich einfacher umsetzbar als bei Verkehrsmitteln für den Individualverkehr.The controller 130 is able to operate on corresponding traffic routes without a driver on the basis of target information, map information and sensor data (not shown). For this purpose, it is connected in terms of control to the drives 113, 114 and the steering devices 115, 116 (as well as to further components (not shown), for example brakes). Corresponding systems are known, especially for passenger cars. Any increased safety requirements in relation to public passenger transport can be taken into account by providing additional safety systems, limiting the maximum speed and / or restricting use to certain traffic routes. This is much easier to implement with means of transport that are used in regular transport than with means of transport for individual transport.

Der Personenanhänger 100 umfasst weiter eine automatische Kupplungsanordnung 160 mit einer Kupplung 161 zum Ankoppeln an ein Zugfahrzeug und einem Hochvolt-Verbinder 162. Gesteuert durch die entsprechende Steuerung 163 der Kupplungsanordnung 160 und im Zusammenwirken mit der Kupplungsanordnung 60 des Elektrobusses 1 (bzw. eines anderen geeigneten Zugfahrzeugs) lässt sich sowohl die mechanische Verbindung als auch die Hochvolt-Stromverbindung zwischen dem Elektrobus 1 und dem Personenanhänger 100 automatisch herstellen. Entsprechende automatische Kupplungsanordnungen zur mechanischen und elektrischen Kopplung eines Anhängers an ein Zugfahrzeug sind an sich bekannt, vgl. z. B. DE 10 2012 016 234 A1 (e-drives UG).The passenger trailer 100 further comprises an automatic coupling arrangement 160 with a coupling 161 for coupling to a towing vehicle and a high-voltage connector 162. Controlled by the corresponding control 163 of the coupling arrangement 160 and in cooperation with the coupling arrangement 60 of the electric bus 1 (or another suitable one Towing vehicle), both the mechanical connection and the high-voltage power connection between the electric bus 1 and the passenger trailer 100 can be established automatically. Corresponding automatic clutch arrangements for mechanical and electrical coupling of a trailer to a towing vehicle are known per se, cf. e.g. B. DE 10 2012 016 234 A1 (e-drives UG).

Die Datenverbindung zwischen den beiden Fahrzeugen erfolgt drahtlos über eine Schnittstelle 165 des Personenanhängers 100 und die Schnittstelle 65 des Elektrobusses.The data connection between the two vehicles takes place wirelessly via an interface 165 of the passenger trailer 100 and the interface 65 of the electric bus.

Der Hochvolt-Verbinder 162 des Personenanhängers 100 ist über eine Leitung mit der Speicherbatterie 120 des Personenanhängers 100 verbunden. Signal- bzw. Steuerleitungen verlaufen zwischen der automatischen Kupplungsanordnung 160 und der Schnittstelle 165 einerseits und der Steuerung 130 des Personenanhängers 100 andererseits.The high-voltage connector 162 of the trailer 100 is connected to the storage battery 120 of the trailer 100 via a line. Signal and control lines run between the automatic coupling arrangement 160 and the interface 165 on the one hand and the controller 130 of the passenger trailer 100 on the other hand.

Nicht in der schematischen Figur 1 dargestellt sind insbesondere diverse Sensoren, die für den führerlosen Verkehr des Personenanhängers 100 und das automatische An- und Abkoppeln des Personenanhängers 100 an bzw. vom Elektrobus 1 benötigt werden. Diese Sensoren sind allesamt an die entsprechende Steuerung 130 des Personenanhängers 100 bzw. die entsprechende Steuerung 30 des Elektrobusses 1 angeschlossen. Sensordaten oder aus Sensordaten gewonnene abgeleitete Daten können über die drahtlose Signalverbindung zwischen dem Personenanhänger 100 und dem Elektrobus übertragen werden, insbesondere für den An- bzw. Abkopplungsvorgang.Not in the schematic Figure 1 Various sensors are shown, in particular, which are required for driverless traffic of the passenger trailer 100 and the automatic coupling and uncoupling of the passenger trailer 100 to and from the electric bus 1. These sensors are all connected to the corresponding controller 130 of the passenger trailer 100 or the corresponding controller 30 of the electric bus 1. Sensor data or derived data obtained from sensor data can be transmitted via the wireless signal connection between the passenger trailer 100 and the electric bus, in particular for the coupling or decoupling process.

Die Figur 2 ist eine grafische Darstellung eines ersten Betriebskonzepts mit einem Buszug mit einem erfindungsgemässen Personenanhänger. Sie stellt eine Hauptstrecke AB, welche sich von einer Endhaltestelle A zu einer Endhaltestelle B erstreckt, grafisch dar. Die Hauptstrecke AB wird von einem Elektrobus 1 im Pendelbetrieb befahren. Von einer Abzweigung X auf der Hauptstrecke AB zweigt eine Nebenstrecke XC zu einer Endhaltestelle C ab. Das typische Passagieraufkommen auf der Hauptstrecke AB nimmt üblicherweise ausgehend von der Endhaltestelle A in Richtung der Endhaltestelle B ab, wie dies oft der Fall ist, wenn eine Linie von einem Siedlungszentrum (nahe A) im Wesentlichen radial nach aussen zur Peripherie (nahe B) verläuft.The Figure 2 is a graphic representation of a first operating concept with a bus train with a passenger trailer according to the invention. It represents a main route AB, which extends from a final stop A to a final stop B, graphically. The main route AB is traveled by an electric bus 1 in the shuttle mode. A branch line XC branches off from a branch X on the main line AB to a final stop C. The typical passenger volume on the main route AB usually decreases starting from the final stop A in the direction of the final stop B, as is often the case when a line runs essentially radially outwards from a settlement center (near A) to the periphery (near B) .

Statt nun das Verkehrsmittel im äusseren Bereich XB halb leer verkehren zu lassen, wird bei der Abzweigung X der Personenanhänger 100 automatisch abgekoppelt. Er fährt dann autonom (führerlos) zur Endhaltestelle C und versorgt dabei Haltestellen auf der Nebenstrecke XC. An der Endhaltestelle C wird die Batterie des Personenanhängers 100 aufgeladen, anschliessend fährt der Personenanhänger 100 wieder zurück zur Abzweigung X, um dort wieder an den (von der Endhaltestelle B zurückkehrenden) Elektrobus 1 automatisch angekoppelt zu werden. Die Strecke XC zur Endhaltestelle A wird dann wieder als Buszug mit Elektrobus 1 und Personenanhänger 100 zurückgelegt.Instead of leaving the means of transport half empty in the outer area XB, the passenger trailer 100 is automatically uncoupled at the junction X. He then drives autonomously (without a driver) to the final stop C and supplies stops on the Branch line XC. The battery of the passenger trailer 100 is charged at the final stop C, then the passenger trailer 100 moves back again to the branch X in order to be automatically coupled there again to the electric bus 1 (returning from the final stop B). The route XC to the final stop A is then covered again as a bus train with electric bus 1 and passenger trailer 100.

Die Strecke XB von der Abzweigung X bis zur Endhaltestelle B des Elektrobusses 1 ist länger als die Strecke XC von der Abzweigung X bis zur Endhaltestelle C des Personenanhängers 100. Für das Aufladen des Personenanhängers 100 steht somit mehr Zeit zur Verfügung. Im entsprechenden Betriebskonzept ist es somit sinnvoll, im Fahrbetrieb als Buszug die Fahrenergie primär der Batterie des Personenanhängers 100 zu entnehmen. Nur für den solitären Betrieb des Elektrobusses 1 auf der Strecke XB bzw. BX wird die Speicherbatterie des Elektrobusses 1 (oder ein alternativer Antrieb bei einem Hybridbus) benötigt.The route XB from the junction X to the final stop B of the electric bus 1 is longer than the route XC from the junction X to the final stop C of the passenger trailer 100. More time is thus available for charging the passenger trailer 100. In the corresponding operating concept, it therefore makes sense to take the driving energy primarily from the battery of the passenger trailer 100 when the bus train is in operation. The storage battery of the electric bus 1 (or an alternative drive for a hybrid bus) is only required for the solitary operation of the electric bus 1 on the route XB or BX.

Ein idealisierter Fahrplan für einen vollständigen Zyklus auf den Linien der Figur 2 ist in der folgenden Tabelle dargestellt (EB: Elektrobus, PA: Personenanhänger). Es ist zu bemerken, dass bei einer konkreten Umsetzung natürlich Zusatzzeiten als Puffer vorgesehen würden bzw. die tatsächlichen Fahrzeiten kürzer wären als angegeben. Zeit [min] A X B C Vorgang 0 EB+PA 20 EB+PA Abkoppeln EB/PA bei X 25 PA Ladevorgang PA bei C starten 35 EB PA Ladevorgang EB bei B starten 40 EB PA Ladevorgang EB bei B beendet 50 PA Ladevorgang PA bei C beendet 55 EB+PA Ankoppeln EB/PA bei X 75 EB+PA An idealized timetable for a complete cycle on the lines of the Figure 2 is shown in the following table (EB: electric bus, PA: passenger trailer). It should be noted that, in the case of a concrete implementation, additional times would of course be provided as a buffer or the actual travel times would be shorter than stated. Time [min] A X B C. process 0 EB + PA 20th EB + PA Disconnect EB / PA at X 25th PA Start charging process PA at C. 35 EB PA Start charging EB at B. 40 EB PA Loading process at B ended 50 PA Charging process PA ended at C. 55 EB + PA Connect EB / PA to X 75 EB + PA

Für das Laden des Personenanhängers stehen somit beim dargestellten Beispiel maximal 25 Minuten zur Verfügung, für das Laden des Elektrobusses nur 5 Minuten. Ein beispielhafter Energiebedarf und die entsprechende Energiebereitstellung für den Fahrantrieb gehen aus der folgenden Tabelle hervor, wobei willkürliche Einheiten für die Energie verwendet werden: Strecke Bedarf EB Bedarf PA Bezug EB Bezug PA AX 30 0 0 30 XB 15 - 15 - XC 5 - 5 BX 15 - 15 - CX 5 - 5 XA 30 0 0 30 gesamt 90 10 30 70 In the example shown, a maximum of 25 minutes are available for charging the trailer, and only 5 minutes for charging the electric bus. An exemplary energy requirement and the corresponding energy provision for the Travel drives are shown in the table below, using arbitrary units for energy: route Need EB PA requirement Reference EB Cover PA AX 30th 0 0 30th XB 15 - 15 - XC 5 - 5 BX 15 - 15 - CX 5 - 5 XA 30th 0 0 30th total 90 10th 30th 70

Auf den Strecken AX und XA liegt ein Energiefluss gemäss der schematischen Darstellung in der Figur 7 vor. Die beiden Antriebe 13, 14 für die Achsen 11, 12 des Elektrobusses 1 werden mit elektrischer Energie aus der Batterie 120 des Personenanhängers 100 gespeist.On the lines AX and XA there is an energy flow according to the schematic representation in the Figure 7 in front. The two drives 13, 14 for the axles 11, 12 of the electric bus 1 are supplied with electrical energy from the battery 120 of the passenger trailer 100.

Die für den Elektrobus benötigte Energie kann - eine genügend hohe Ladeleistung vorausgesetzt - bei der Endhaltestelle B direkt von der Speicherbatterie des Elektrobusses 1 aufgenommen werden. Alternativ wird auf den Strecken AX bzw. XA die Speicherbatterie mit elektrischer Energie von der Batterie des Personenanhängers 100 ergänzend aufgeladen (Betriebszustand gemäss Figur 8).The energy required for the electric bus can - provided that the charging power is sufficiently high - be taken up directly at the final stop B by the storage battery of the electric bus 1. As an alternative, the storage battery on the routes AX and XA is additionally charged with electrical energy from the battery of the passenger trailer 100 (operating state according to Figure 8 ).

Das Betriebskonzept gemäss Figur 2 ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Passagieraufkommen wie oben skizziert vorliegt und wenn eine zu bedienende Nebenstrecke vorhanden ist, die führerlos befahrbar ist.The operating concept according to Figure 2 is particularly advantageous if there is a passenger volume as outlined above and if there is a side route to be operated that can be driven without a driver.

Die Figur 3 ist eine grafische Darstellung eines zweiten Betriebskonzepts. Sie stellt eine Hauptstrecke DE, welche sich von einer Endhaltestelle D zu einer Endhaltestelle E erstreckt, grafisch dar. Die Hauptstrecke DE wird von einem Oberleitungsbus 2 im Pendelbetrieb befahren, wobei der Oberleitungsbus 2 eine lokale Speicherbatterie zur Speicherung von Fahrenergie aufweist. Von einer Abzweigung Y auf der Hauptstrecke DE zweigt eine Nebenstrecke YF zu einer Endhaltestelle F ab. Das typische Passagieraufkommen auf der Hauptstrecke DE nimmt üblicherweise ausgehend von der Endhaltestelle D in Richtung der Endhaltestelle E ab, wie dies oft der Fall ist, wenn eine Linie von einem Siedlungszentrum (nahe D) im Wesentlichen radial nach aussen zur Peripherie (nahe E) verläuft.The Figure 3 is a graphical representation of a second operating concept. It represents a main route DE, which extends from a final stop D to a final stop E. The main route DE is traversed by an overhead line bus 2, the overhead line bus 2 having a local storage battery for storing driving energy. A branch line YF branches off from a branch Y on the main line DE to a final stop F. The typical passenger volume on the main route DE usually starts from the Final stop D towards the final stop E, as is often the case when a line from a settlement center (near D) runs essentially radially outwards to the periphery (near E).

Der innere Abschnitt DY der Hauptstrecke DE ist mit einer Oberleitung ausgestattet, der äussere Abschnitt YE nicht. Weil im äusseren Abschnitt YE ein geringerer Kapazitätsbedarf besteht, wird bei der Abzweigung Y der Personenanhänger 100 automatisch abgekoppelt. Er fährt dann autonom (führerlos) zur Endhaltestelle F und von dort wieder zurück zur Abzweigung Y und bedient dabei Haltestellen der Nebenstrecke YF, FY. Dort wird er wieder mit einem Elektrobus 1 automatisch gekoppelt um mit diesem zusammen als Buszug zur Endhaltestelle D zu verkehren.The inner section DY of the main section DE is equipped with an overhead line, the outer section YE is not. Because there is less capacity required in the outer section YE, the passenger trailer 100 is automatically uncoupled at the branch Y. He then drives autonomously (without a driver) to the final stop F and from there back to the junction Y, serving stops on the branch line YF, FY. There it is automatically coupled again to an electric bus 1 in order to run together with it as a bus train to the final stop D.

Die Strecke YF von der Abzweigung Y bis zur Endhaltestelle F des Personenanhängers 100 ist länger als die Strecke YE von der Abzweigung Y bis zur Endhaltestelle E des Oberleitungsbusses 2. Im vorliegenden Betriebskonzept verkehren deshalb in einem Zyklus zwei Personenanhänger auf den Abschnitten YF, FY.The route YF from the branch Y to the final stop F of the passenger trailer 100 is longer than the route YE from the branch Y to the final stop E of the trolleybus 2. In the present operating concept, two passenger trailers therefore run in one cycle on the sections YF, FY.

Die Fahrenergie soll ausschliesslich der Oberleitung auf der Strecke DY bzw. YD entnommen werden, so dass keine zusätzlichen Ladestationen und auch keine Ladezeiten im Stillstand benötigt werden. Auf den Streckenabschnitten YE, YF bzw. EY, FY werden die Antriebe des Oberleitungsbusses 2 bzw. des Personenanhängers 100 vom jeweiligen lokalen Stromspeicher versorgt.The driving energy should only be taken from the overhead line on the DY or YD route, so that no additional charging stations and no charging times at standstill are required. On the route sections YE, YF and EY, FY, the drives of the trolleybus 2 and the passenger trailer 100 are supplied by the respective local power storage.

Ein idealisierter Fahrplan für einen vollständigen Zyklus auf den Linien der Figur 3 ist in der folgenden Tabelle dargestellt (EB: Elektrobus, PA: Personenanhänger). Es ist zu bemerken, dass bei einer konkreten Umsetzung natürlich Zusatzzeiten als Puffer vorgesehen würden bzw. die tatsächlichen Fahrzeiten kürzer wären als angegeben. Zeit [min] D Y E F Vorgang 0 EB+PA1 20 EB+PA1 Abkoppeln EB/PA1 bei Y, Abdrahten EB 25 PA2 35 EB 45 PA1 50 EB+PA2 Koppeln EB/PA2 bei Y, Andrahten EB 70 EB+PA2 An idealized timetable for a complete cycle on the lines of the Figure 3 is shown in the following table (EB: electric bus, PA: passenger trailer). It should be noted that, in the case of a concrete implementation, additional times would of course be provided as a buffer or the actual travel times would be shorter than stated. Time [min] D Y E F process 0 EB + PA1 20th EB + PA1 Uncouple EB / PA1 at Y, wire EB 25th PA2 35 EB 45 PA1 50 EB + PA2 Link EB / PA2 at Y, wire EB 70 EB + PA2

Der Personenanhänger PA1 kann bei Y für den nächstfolgenden Elektrobus bereitgestellt werden.The passenger trailer PA1 can be made available at Y for the next electric bus.

Ein beispielhafter Energiebedarf und die entsprechende Energiebereitstellung für den Fahrantrieb gehen aus der folgenden Tabelle hervor, wobei die Personenanhänger auf dem Streckenabschnitt YF bzw. FY zusammengefasst und willkürliche Einheiten für die Energie verwendet werden: Strecke Bedarf EB Bedarf PA Bezug EB Bezug PA Bezug Oberleitung DY 40 0 75 (40+10+25) YE 10 - 10 - YF - 25 25 - EY 10 - 10 - FY - 25 25 - YD 40 0 75 (40+10+25) gesamt 100 50 20 50 150 An example of the energy requirement and the corresponding provision of energy for the traction drive are shown in the following table, with the passenger trailers on the YF or FY section of the route summarized and arbitrary units used for the energy: route Need EB PA requirement Reference EB Cover PA Cover overhead contact line DY 40 0 75 (40 + 10 + 25) YE 10th - 10th - YF - 25th 25th - EY 10th - 10th - FY - 25th 25th - YD 40 0 75 (40 + 10 + 25) total 100 50 20th 50 150

Auf den Strecken DY bzw. YD ergibt sich der in der Figur 9 schematisch dargestellte Energiefluss. Über den Stromabnehmer 70 des Oberleitungsbusses 2 wird Energie aufgenommen und sowohl den Antrieben 13, 14 für die Achsen 11, 12 des Oberleitungsbusses 2 als auch der Batterie 120 des Personenanhängers 100 zugeführt.On the lines DY and YD, this results in the Figure 9 schematically illustrated energy flow. Energy is absorbed via the current collector 70 of the trolleybus 2 and fed both to the drives 13, 14 for the axles 11, 12 of the trolleybus 2 and to the battery 120 of the passenger trailer 100.

Das Betriebskonzept gemäss Figur 3 ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Passagieraufkommen wie oben erwähnt vorliegt, äussere Bereiche der Strecken nicht mit einer Oberleitung versehen sind und eine zu bedienende Nebenstrecke vorhanden ist, die führerlos befahrbar ist.The operating concept according to Figure 3 is particularly advantageous if there is a passenger volume as mentioned above, outer areas of the routes are not provided with an overhead line and there is a secondary route to be operated which can be driven without a driver.

Die Figur 4 ist eine grafische Darstellung eines dritten Betriebskonzepts. Sie stellt eine ringförmige Hauptstrecke GG grafisch dar. Diese Hauptstrecke GG wird von einem Elektrobus 1 im Ringbetrieb befahren. Weitere Elektrobusse zirkulieren in Gegenrichtung. Von einer Abzweigung Z auf der Hauptstrecke GG zweigt eine radiale Nebenstrecke ZG zu der Ringhaltestelle G ab. Für die Nebenstrecke ZG ergibt sich entsprechend ein kürzerer Weg als für den Abschnitt von Z nach G auf der Hauptstrecke GG.The Figure 4 is a graphical representation of a third operating concept. It graphically represents an annular main line GG. This main line GG is used by an electric bus 1 in ring mode. Other electric buses circulate in the opposite direction. A radial branch line ZG branches off from a branch Z on the main line GG from the G ring stop. For the branch line ZG there is correspondingly a shorter path than for the section from Z to G on the main line GG.

Im dargestellten Beispiel verkehrt auf einem ersten Ringteil GZ der Elektrobus 1 mit einem Passagieranhänger 100 als Buszug. Bei der Abzweigung Z wird der Personenanhänger 100 automatisch abgekoppelt. Er fährt dann autonom (führerlos) zu einer Ladestation L und nach dem Laden weiter zur Ringhaltestelle G. Dort wird der Personenanhänger 100 wieder an den Elektrobus 1 automatisch angekoppelt. Daran schliesst sich ein nächster Zyklus an.In the example shown, the electric bus 1 with a passenger trailer 100 runs as a bus train on a first ring part GZ. At the junction Z the passenger trailer 100 is automatically uncoupled. It then drives autonomously (without a driver) to a charging station L and, after charging, to the ring stop G. There, the passenger trailer 100 is automatically coupled again to the electric bus 1. This is followed by a next cycle.

Da die radiale Nebenstrecke ZG kürzer ist als der zweite Ringteil von Z nach G, steht für das Aufladen des Personenanhängers 100 mehr Zeit zur Verfügung als für ein mögliches Aufladen des Elektrobusses 1. Im entsprechenden Betriebskonzept ist es somit sinnvoll, im Fahrbetrieb als Buszug die Fahrenergie primär der Batterie des Personenanhängers 100 zu entnehmen. Nur für den solitären Betrieb des Elektrobusses 1 auf dem zweiten Ringteil von Z nach G wird die Speicherbatterie des Elektrobusses 1 (oder ein alternativer Antrieb bei einem Hybridbus) benötigt.Since the radial branch line ZG is shorter than the second ring section from Z to G, there is more time available for charging the passenger trailer 100 than for a possible charging of the electric bus 1. In the corresponding operating concept, it makes sense to use the driving energy when operating as a bus train primarily from the battery of the trailer 100. The storage battery of the electric bus 1 (or an alternative drive for a hybrid bus) is only required for the solitary operation of the electric bus 1 on the second ring part from Z to G.

Ein idealisierter Fahrplan für einen vollständigen Zyklus auf den Linien der Figur 4 ist in der folgenden Tabelle dargestellt (EB: Elektrobus, PA: Personenanhänger). Es ist zu bemerken, dass bei einer konkreten Umsetzung natürlich Zusatzzeiten als Puffer vorgesehen würden bzw. die tatsächlichen Fahrzeiten kürzer wären als angegeben. Zeit [min] G Z L Vorgang 0 EB+PA 40 EB+PA Abkoppeln EB/PA bei Z 50 PA Ladevorgang PA bei L starten 70 PA Ladevorgang PA bei L beendet 80 EB+PA Ankoppeln EB/PA bei G An idealized timetable for a complete cycle on the lines of the Figure 4 is shown in the following table (EB: electric bus, PA: passenger trailer). It should be noted that, in the case of a concrete implementation, additional times would of course be provided as a buffer or the actual travel times would be shorter than stated. Time [min] G Z L process 0 EB + PA 40 EB + PA Disconnect EB / PA at Z 50 PA Start loading process PA at L. 70 PA Charging process PA ended at L. 80 EB + PA Connect EB / PA to G

Für das Laden des Personenanhängers stehen somit beim dargestellten Beispiel 20 Minuten zur Verfügung. Ein beispielhafter Energiebedarf und die entsprechende Energiebereitstellung für den Fahrantrieb gehen aus der folgenden Tabelle hervor, wobei willkürliche Einheiten für die Energie verwendet werden: Strecke Bedarf EB Bedarf PA Bezug EB Bezug PA GZ 60 0 0 100 (60+40) ZL - 10 10 ZG 40 - 40 - LG - 10 10 gesamt 100 20 40 120 In the example shown, 20 minutes are thus available for loading the trailer. An exemplary energy requirement and the corresponding energy supply for the traction drive are shown in the following table, whereby arbitrary units are used for the energy: route Need EB PA requirement Reference EB Cover PA GZ 60 0 0 100 (60 + 40) ZL - 10th 10th ZG 40 - 40 - LG - 10th 10th total 100 20th 40 120

Die für den Elektrobus auf dem zweiten Ringteil benötigte Energie wird während der Fahrt als Buszug auf dem ersten Ringteil GZ vom Personenanhänger 100 zum Elektrobus 1 übertragen und dort in der Speicherbatterie gespeichert. Es ergibt sich der in der Figur 8 schematisch dargestellte Energiefluss, wonach die Batterie 120 des Personenanhängers 100 sowohl diejenige Energie liefert, welche für den Betrieb der Antriebe 13, 14 für die Achsen 11, 12 des Elektrobusses 1 benötigt wird, als auch diejenige Energie, welche in der Speicherbatterie 20 des Elektrobusses für die Fahrt auf dem zweiten Ringteil gespeichert wird.The energy required for the electric bus on the second ring part is transmitted while traveling as a bus train on the first ring part GZ from the passenger trailer 100 to the electric bus 1 and stored there in the storage battery. The result in the Figure 8 schematically illustrated energy flow, according to which the battery 120 of the trailer 100 delivers both that energy which is required for the operation of the drives 13, 14 for the axes 11, 12 of the electric bus 1, and that energy which is in the storage battery 20 of the electric bus for the trip is saved on the second ring part.

Die Figur 5 ist eine grafische Darstellung eines vierten Betriebskonzepts. Sie stellt eine ringförmige Hauptstrecke HH grafisch dar. Diese Hauptstrecke HH wird von einem Elektrobus 1 im Ringbetrieb befahren. Weitere Elektrobusse zirkulieren in Gegenrichtung. Von einer Abzweigung W auf der Hauptstrecke HH zweigt eine radiale Nebenstrecke WH zu der Ringhaltestelle H ab. Für die Nebenstrecke WH ergibt sich entsprechend ein kürzerer Weg als für den Abschnitt von W nach H auf der Hauptstrecke HH.The Figure 5 is a graphical representation of a fourth operating concept. It graphically represents a ring-shaped main line HH. This main line HH is used by an electric bus 1 in ring mode. Other electric buses circulate in the opposite direction. A radial branch line WH branches off from a branch W on the main line HH to the ring stop H. A correspondingly shorter path results for the secondary route WH than for the section from W to H on the main route HH.

Im dargestellten Beispiel verkehrt auf beiden Ringteilen HW und WH der Hauptstrecke HH der Elektrobus 1 mit jeweils einem Passagieranhänger 100 als Buszug. Bei der Abzweigung W wird der erste Personenanhänger 100.1 automatisch abgekoppelt und ein zweiter Personenanhänger 100.2 automatisch angekoppelt. Der abgekoppelte Personenanhänger 100.1 fährt dann autonom (führerlos) zu einer Ladestation L' und nach dem Laden weiter zur Ringhaltestelle H. Dort wird der Personenanhänger 100.1 nach dem Abkoppeln des anderen Personenanhängers 100.2 wieder an den Elektrobus 1 automatisch angekoppelt. Daran schliesst sich ein nächster Zyklus an.In the example shown, the electric bus 1 runs on both ring parts HW and WH of the main route HH, each with a passenger trailer 100 as a bus train. At branch W, the first passenger trailer 100.1 is automatically uncoupled and a second passenger trailer 100.2 is automatically coupled. The uncoupled passenger trailer 100.1 then drives autonomously (without a driver) to a charging station L 'and after charging to the ring stop H. There, the passenger trailer 100.1 is automatically coupled again to the electric bus 1 after the other passenger trailer 100.2 has been uncoupled. This is followed by a next cycle.

Da die radiale Nebenstrecke WH kürzer ist als der zweite Ringteil von W nach H, steht für das Aufladen der Personenanhänger 100.1, 100.2 mehr Zeit zur Verfügung als für ein mögliches Aufladen des Elektrobusses 1. Im entsprechenden Betriebskonzept ist es somit sinnvoll, im Fahrbetrieb als Buszug die Fahrenergie primär den Batterien des Personenanhängers 100.1, 100.2 zu entnehmen. Die Speicherbatterie des Elektrobusses 1 wird für den normalen Fahrbetrieb nicht benötigt. Sie dient primär als Reserve und für unvorhergesehene Situationen.Since the radial secondary route WH is shorter than the second ring section from W to H, more time is available for loading the passenger trailers 100.1, 100.2 than for one possible charging of the electric bus 1. In the corresponding operating concept, it therefore makes sense to take the driving energy primarily from the batteries of the passenger trailer 100.1, 100.2 when driving as a bus train. The storage battery of the electric bus 1 is not required for normal driving. It serves primarily as a reserve and for unforeseen situations.

Ein idealisierter Fahrplan für einen vollständigen Zyklus auf den Linien der Figur 5 ist in der folgenden Tabelle dargestellt (EB: Elektrobus, PA1, PA2: Personenanhänger). Es ist zu bemerken, dass bei einer konkreten Umsetzung natürlich Zusatzzeiten als Puffer vorgesehen würden bzw. die tatsächlichen Fahrzeiten kürzer wären als angegeben. Zeit [min] H W L' Vorgang 0 EB+PA1 15 PA2 Ladevorgang PA2 bei L' starten 30 PA2 Ladevorgang PA2 bei L' beendet 40 EB+PA1 Abkoppeln EB/PA1 bei W 40 EB+PA2 Ankoppeln EB/PA2 bei W 45 PA1 Ladevorgang PA1 bei L' starten 60 PA1 Ladevorgang PA1 bei L' beendet 60 PA1/PA2 Ladevorgang PA2 bei L' starten 75 PA2 Ladevorgang PA2 bei L' beendet 80 EB+PA2 Abkoppeln EB/PA2 bei H 80 EB+PA1 Ankoppeln EB/PA1 bei H An idealized timetable for a complete cycle on the lines of the Figure 5 is shown in the following table (EB: electric bus, PA1, PA2: passenger trailer). It should be noted that, in the case of a concrete implementation, additional times would of course be provided as a buffer or the actual travel times would be shorter than stated. Time [min] H W L ' process 0 EB + PA1 15 PA2 Start charging process PA2 at L ' 30th PA2 Charging process PA2 ended at L ' 40 EB + PA1 Uncouple EB / PA1 at W 40 EB + PA2 Coupling EB / PA2 at W 45 PA1 Start charging process PA1 at L ' 60 PA1 Charging process PA1 at L 'ended 60 PA1 / PA2 Start charging process PA2 at L ' 75 PA2 Charging process PA2 ended at L ' 80 EB + PA2 Uncouple EB / PA2 at H 80 EB + PA1 Connect EB / PA1 to H

Für das Laden der Personenanhänger stehen somit beim dargestellten Beispiel je 15 Minuten zur Verfügung, wenn bei L' nur eine Ladestation vorhanden ist. Sind zwei Ladestationen vorhanden, ergibt sich eine maximale Ladezeit von 20 Minuten. Ein beispielhafter Energiebedarf und die entsprechende Energiebereitstellung für den Fahrantrieb gehen aus der folgenden Tabelle hervor, wobei willkürliche Einheiten für die Energie verwendet werden: Strecke Bedarf EB Bedarf PA1 Bedarf PA2 Bezug EB Bezug PA1 Bezug PA2 HW 60 0 - 0 60 - WL' - 5 - 5 - WH 60 - 0 0 - 60 L'H - 15 - - 15 - HL' - - 15 - - 15 L'W - - 5 - - 5 gesamt 120 20 20 0 80 80 In the example shown, 15 minutes are thus available for loading the passenger trailers if there is only one charging station at L '. If there are two charging stations, the maximum charging time is 20 minutes. An exemplary energy requirement and the corresponding energy supply for the traction drive are shown in the following table, whereby arbitrary units are used for the energy: route Need EB PA1 requirement PA2 requirement Reference EB Cover PA1 Cover PA2 HW 60 0 - 0 60 - WL ' - 5 - 5 - WH 60 - 0 0 - 60 L'H - 15 - - 15 - HL ' - - 15 - - 15 L'W - - 5 - - 5 total 120 20th 20th 0 80 80

Auf den Strecken HW und WH liegt ein Energiefluss gemäss der schematischen Darstellung in der Figur 7 vor. Die beiden Antriebe 13, 14 für die Achsen 11, 12 des Elektrobusses 1 werden mit elektrischer Energie aus der Batterie 120 des Personenanhängers 100 gespeist.On the lines HW and WH there is an energy flow according to the schematic representation in the Figure 7 in front. The two drives 13, 14 for the axles 11, 12 of the electric bus 1 are supplied with electrical energy from the battery 120 of the passenger trailer 100.

Die Figur 6 ist eine grafische Darstellung eines fünften Betriebskonzepts. Sie stellt eine Hauptstrecke IJ, welche sich von einer Endhaltestelle I zu einer Endhaltestelle J erstreckt, grafisch dar. Eine Zwischenstation V unterteilt die Hauptstrecke IJ in einen ersten Abschnitt IV und einen zweiten Abschnitt VJ. Der erste Abschnitt IV der Hauptstrecke IJ ist mit einer Oberleitung ausgestattet, der zweite Abschnitt VJ nicht. Der erste Abschnitt IV wird von einem Buszug mit einem Oberleitungsbus 2 und einem Personenanhänger 100 im Pendelbetrieb befahren. Bei der Zwischenstation V wird der Personenanhänger 100 abgekoppelt. Er befährt dann alleine und autonom (führerlos) zur Endhaltestelle J und von dieser wieder zurück zur Zwischenstation V. Dort wird der Personenanhänger mit einem folgenden Elektrobus gekoppelt, um wieder als Buszug zur anderen Endhaltestelle I zu verkehren.The Figure 6 is a graphical representation of a fifth operating concept. It graphically represents a main route IJ, which extends from a final stop I to a final stop J. An intermediate station V divides the main route IJ into a first section IV and a second section VJ. The first section IV of the main line IJ is equipped with an overhead line, the second section VJ is not. The first section IV is traversed by a bus train with an overhead line bus 2 and a passenger trailer 100. The passenger trailer 100 is uncoupled at the intermediate station V. He then drives alone and autonomously (without a driver) to the final stop J and from there back to the intermediate station V. There, the passenger trailer is coupled to a subsequent electric bus in order to run as a bus train to the other final stop I.

Die Fahrenergie soll ausschliesslich der Oberleitung auf der Strecke IV bzw. VI entnommen werden. Auf dem Streckenabschnitt VJ bzw. JV werden die Antriebe des Personenanhängers 100 vom lokalen Stromspeicher versorgt.The driving energy should only be taken from the overhead line on route IV or VI. On the section VJ or JV, the drives of the trailer 100 are supplied by the local electricity storage.

Ein idealisierter Fahrplan für einen vollständigen Zyklus auf den Linien der Figur 6 ist in der folgenden Tabelle dargestellt (EB: Elektrobus, PA: Personenanhänger). Es ist zu bemerken, dass bei einer konkreten Umsetzung natürlich Zusatzzeiten als Puffer vorgesehen würden bzw. die tatsächlichen Fahrzeiten kürzer wären als angegeben. Zeit [min] I V J Vorgang 0 EB1+PA1 10 EB3+PA3 PA4 20 EB2+PA2 30 EB1+PA1/PA4 PA5 PA1 abkoppeln, PA4 ankoppeln 40 EB3+PA3 50 EB2+PA2/PA5 PA1 PA2 abkoppeln, PA5 ankoppeln 60 EB1+PA4 70 EB3+PA3/PA1 PA2 PA3 abkoppeln, PA1 ankoppeln 80 EB2+PA5 90 EB1+PA4/PA2 PA3 PA4 abkoppeln, PA2 ankoppeln 100 EB3+PA1 110 EB2+PA5/PA3 PA4 PA5 abkoppeln, PA3 ankoppeln 120 EB1+PA2 130 EB3+PA1/PA4 PA5 PA1 abkoppeln, PA4 ankoppeln 140 EB2+PA3 150 EB1+PA2/PA5 PA1 PA2 abkoppeln, PA5 ankoppeln 160 EB3+PA4 170 EB2+PA3/PA1 PA2 PA3 abkoppeln, PA1 ankoppeln 180 EB1+PA5 190 EB3+PA4/PA2 PA3 PA4 abkoppeln, PA2 ankoppeln 200 EB2+PA1 210 EB1+PA5/PA3 PA4 PA5 abkoppeln, PA3 ankoppeln 220 EB3+PA2 230 EB2+PA1/PA4 PA5 PA1 abkoppeln, PA4 ankoppeln 240 EB1+PA3 250 EB3+PA2/PA5 PA1 PA2 abkoppeln, PA5 ankoppeln 260 EB2+PA4 270 EB1+PA3/PA1 PA2 PA3 abkoppeln, PA1 ankoppeln 280 EB3+PA5 290 EB2+PA4/PA2 PA3 PA4 abkoppeln, PA2 ankoppeln 300 EB1+PA1 An idealized timetable for a complete cycle on the lines of the Figure 6 is shown in the following table (EB: electric bus, PA: passenger trailer). It should be noted that, in the case of a concrete implementation, additional times would of course be provided as a buffer or the actual travel times would be shorter than stated. Time [min] I. V J process 0 EB1 + PA1 10th EB3 + PA3 PA4 20th EB2 + PA2 30th EB1 + PA1 / PA4 PA5 Unplug PA1, connect PA4 40 EB3 + PA3 50 EB2 + PA2 / PA5 PA1 Disconnect PA2, couple PA5 60 EB1 + PA4 70 EB3 + PA3 / PA1 PA2 Unplug PA3, connect PA1 80 EB2 + PA5 90 EB1 + PA4 / PA2 PA3 Unplug PA4, connect PA2 100 EB3 + PA1 110 EB2 + PA5 / PA3 PA4 Disconnect PA5, couple PA3 120 EB1 + PA2 130 EB3 + PA1 / PA4 PA5 Unplug PA1, connect PA4 140 EB2 + PA3 150 EB1 + PA2 / PA5 PA1 Disconnect PA2, couple PA5 160 EB3 + PA4 170 EB2 + PA3 / PA1 PA2 Unplug PA3, connect PA1 180 EB1 + PA5 190 EB3 + PA4 / PA2 PA3 Unplug PA4, connect PA2 200 EB2 + PA1 210 EB1 + PA5 / PA3 PA4 Disconnect PA5, couple PA3 220 EB3 + PA2 230 EB2 + PA1 / PA4 PA5 Unplug PA1, connect PA4 240 EB1 + PA3 250 EB3 + PA2 / PA5 PA1 Disconnect PA2, couple PA5 260 EB2 + PA4 270 EB1 + PA3 / PA1 PA2 Unplug PA3, connect PA1 280 EB3 + PA5 290 EB2 + PA4 / PA2 PA3 Unplug PA4, connect PA2 300 EB1 + PA1

Ein beispielhafter Energiebedarf und die entsprechende Energiebereitstellung für den Fahrantrieb gehen aus der folgenden Tabelle hervor, wobei alle benötigte Fahrenergie auf dem ersten Abschnitt IV aus der Oberleitung bezogen wird. Es werden willkürliche Einheiten für die Energie verwendet: Strecke Bedarf EB Bedarf PA Bezug EB Bezug PA Bezug Oberleitung IV 45 0 0 0 65 (45+20) VJ - 20 - 20 - JV - 20 - 20 - VI 45 0 0 0 65 (45+20) gesamt 90 40 0 40 130 An exemplary energy requirement and the corresponding provision of energy for the traction drive are shown in the following table, with all the required traction energy being drawn from the overhead line in the first section IV. Arbitrary units are used for the energy: route Need EB PA requirement Reference EB Cover PA Cover overhead contact line IV 45 0 0 0 65 (45 + 20) VJ - 20th - 20th - JV - 20th - 20th - VI 45 0 0 0 65 (45 + 20) total 90 40 0 40 130

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Zum einen können der Personenanhänger und der Elektro- bzw. Oberleitungsbus weitere Funktionalitäten aufweisen, oder nicht-erfindungswesentliche Funktionalitäten können fehlen. Zum anderen sind mit dem erfindungsgemässen Personenanhänger und entsprechenden Buszügen auch weitere Betriebskonzepte und Betriebsmodi umsetzbar.The invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. On the one hand, the passenger trailer and the electric or trolleybus may have further functionalities, or functionalities that are not essential to the invention may be missing. On the other hand, other operating concepts and operating modes can also be implemented with the passenger trailer according to the invention and corresponding bus trains.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung einen Personenanhänger schafft, welcher einen flexibleren Einsatz ermöglicht als vorbekannte Personenanhänger.In summary, it can be stated that the invention creates a passenger trailer which enables a more flexible use than previously known passenger trailers.

Claims (13)

Personenanhänger für einen Elektrobus, umfassend a) eine Kupplung zum Ankoppeln des Personenanhängers an den Elektrobus; b) eine Batterie zur Speicherung von Fahrenergie; c) einen Hochvolt-Anschluss zur Übertragung von Fahrenergie zwischen Personenanhänger und Elektrobus; d) mindestens einen von der Batterie speisbaren Antrieb; und e) mindestens eine gelenkte Achse, und f) eine Steuerung, welche mit dem mindestens einen Antrieb und der mindestens einen gelenkten Achse steuerungsmässig verbunden ist, so dass der Personenanhänger für den Fahrbetrieb automatisch steuerbar ist. Passenger trailer for an electric bus, comprehensive a) a coupling for coupling the passenger trailer to the electric bus; b) a battery for storing driving energy; c) a high-voltage connection for the transmission of driving energy between the passenger trailer and the electric bus; d) at least one drive that can be powered by the battery; and (e) at least one steered axle, and f) a controller which is connected in terms of control to the at least one drive and the at least one steered axle, so that the passenger trailer can be controlled automatically for driving. Personenanhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung derart ausgebildet ist, dass der Personenanhänger für ein Ankopplungsmanöver und ein Abkopplungsmanöver an den bzw. von dem Elektrobus automatisch steuerbar ist.Passenger trailer according to claim 1, characterized in that the control is designed such that the passenger trailer is automatically controllable for a coupling maneuver and a decoupling maneuver to or from the electric bus. Personenanhänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung und der Hochvolt-Anschluss derart ausgebildet sind, dass beim Ankopplungsmanöver eine Hochvolt-Verbindung zwischen Personenanhänger und Elektrobus automatisch geschaffen wird und dass beim Abkopplungsmanöver die Hochvolt-Verbindung zwischen Personenanhänger und Elektrobus automatisch getrennt wird.Passenger trailer according to claim 2, characterized in that the control and the high-voltage connection are designed such that a high-voltage connection between the passenger trailer and the electric bus is created automatically during the coupling maneuver and that the high-voltage connection between the passenger trailer and the electric bus is automatically disconnected during the decoupling maneuver. Personenanhänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Ladeanschluss zum Aufladen der Batterie.Passenger trailer according to one of claims 1 to 3, characterized by a charging connection for charging the battery. Personenanhänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend Heiz-, Lüftungs-, Klima- und/oder Beleuchtungseinrichtungen, wobei diese mindestens in einem vom Elektrobus abgekoppelten Zustand von der Batterie mit elektrischer Energie versorgbar sind.Passenger trailer according to one of claims 1 to 4, comprising heating, ventilation, air conditioning and / or lighting devices, which can be supplied with electrical energy from the battery at least in a state uncoupled from the electric bus. Buszug umfassend einen Elektrobus zur Personenbeförderung und einen Personenanhänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Bus train comprising an electric bus for the transportation of passengers and a passenger trailer according to one of claims 1 to 5. Buszug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrobus durch einen Fahrzeugführer bedienbar ist.Bus train according to claim 6, characterized in that the electric bus can be operated by a vehicle driver. Buszug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Personenanhängers oder eine Steuerung des Elektrobusses derart ausgebildet ist, dass eine Energieversorgung des Elektrobusses im Fahrbetrieb im zusammengekoppelten Zustand prioritär von der Batterie des Personenanhängers erfolgt.Bus train according to claim 6 or 7, characterized in that the control of the passenger trailer or a control of the electric bus is designed such that an energy supply of the electric bus when driving in the coupled state takes place primarily from the battery of the passenger trailer. Buszug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrbetrieb neben der Energieversorgung des Elektrobusses auch eine Speicherbatterie des Elektrobusses parallel mit elektrischer Energie aus der Batterie des Personenanhängers aufladbar ist.Bus train according to claim 8, characterized in that, in addition to the energy supply of the electric bus, a storage battery of the electric bus can be charged in parallel with electrical energy from the battery of the passenger trailer when driving. Verfahren zum Betreiben eines Transportsystems umfassend mindestens einen Elektrobus und mindestens einen Personenanhänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Personenanhänger zeitweise auf zugeordneten Verkehrswegen im Personentransport automatisch und zeitweise an den mindestens einen Elektrobus angekoppelt verkehrt.Method for operating a transport system comprising at least one electric bus and at least one passenger trailer according to one of claims 1 to 5, characterized in that the passenger trailer sometimes temporarily and automatically coupled to the at least one electric bus on assigned traffic routes in passenger transport. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Personenanhänger als wechselbarer Energiespeicher für den mindestens einen Elektrobus eingesetzt wird, wobei im zusammengekoppelten Zustand die Steuerung des Personenanhängers und eine Steuerung des Elektrobusses derart zusammenwirken, dass eine Energieversorgung des Elektrobusses prioritär von der Batterie des Personenanhängers erfolgt.A method according to claim 10, characterized in that the at least one passenger trailer is used as an exchangeable energy storage for the at least one electric bus, the control of the passenger trailer and a controller of the electric bus interacting in the coupled state in such a way that an energy supply of the electric bus takes priority from the battery of the Passenger trailer takes place. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Elektrobus als Oberleitungsbus ausgebildet ist und auf einem zugeordneten ersten Verkehrsweg mit Oberleitungsversorgung verkehrt und dass der mindestens eine Personenanhänger teilweise auf dem ersten Verkehrsweg und teilweise auf einem zweiten Verkehrsweg ohne Oberleitungsversorgung verkehrt.A method according to claim 10 or 11, characterized in that the at least one electric bus is designed as an overhead line bus and runs on an assigned first traffic route with overhead line supply and that the at least one passenger trailer partly runs on the first traffic route and partially on a second traffic route without overhead line supply. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Elektrobus auf einem zugeordneten Hauptverkehrsweg im Pendel- oder Ringbetrieb verkehrt, dass der mindestens eine Personenanhänger einen Abschnitt des Hauptverkehrswegs angekoppelt an den Elektrobus zurücklegt und einen Nebenverkehrsweg automatisch zurücklegt, wobei eine kombinierte erste Fahrzeit für den Abschnitt des Hauptverkehrswegs und den Nebenverkehrsweg tiefer ist als eine zweite Fahrzeit für den gesamten Hauptverkehrsweg, und dass eine erste Ladezeit pro Zyklus für den Personenanhänger grösser ist als eine zweite Ladezeit pro Zyklus für den Elektrobus.Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the at least one electric bus runs on an assigned main traffic route in the shuttle or ring mode, that the at least one passenger trailer covers a section of the main traffic route coupled to the electric bus and automatically covers a secondary traffic route, one The combined first travel time for the section of the main traffic route and the secondary traffic route is lower than a second travel time for the entire main traffic route, and that a first charging time per cycle for the passenger trailer is greater than a second charging time per cycle for the electric bus.
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